Microgravity bioprinting
மைக்ரோகிராவிட்டி பயோ பிரிண்டிங் என்பது மைக்ரோகிராவிட்டி நிலைமைகளின் கீழ் 3டி பயோ பிரிண்டிங் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி மிகவும் சிக்கலான, செயல்பாட்டு திசு மற்றும் உறுப்பு கட்டமைப்புகளை உருவாக்குகிறது. பூஜ்ஜிய ஈர்ப்பு சூழல் அச்சிடும் செயல்பாட்டின் போது காந்தப்புல இடையூறு மற்றும் உயிரியல் கட்டமைப்பை தக்கவைத்தல் உள்ளிட்ட பூமியில் உயிரியல் அச்சிடுதலின் தற்போதைய வரம்புகளில் சிலவற்றை மீறுகிறது. மைக்ரோகிராவிட்டி பயோ பிரிண்டிங் என்பது விண்வெளி ஆய்வு மற்றும் காலனித்துவத்தில் முன்னேறுவதற்கான ஆரம்ப நடவடிக்கைகளில் ஒன்றாகும், அதே நேரத்தில் மீளுருவாக்கம் மருத்துவத்தின் சாத்தியக்கூறுகளை மேம்படுத்துகிறது. பொதுக் கொள்கை மைக்ரோகிராவிட்டி பயோ பிரிண்டிங் மற்ற 3டி பயோ பிரிண்டிங் நுட்பங்களை விட முக்கிய செயல்பாடு பூஜ்ஜிய ஈர்ப்பு சூழலைப் பயன்படுத்துவதாகும். வெளிப்பாட்டு அடிப்படையிலான அச்சிடுதல், லித்தோகிராஃபி அடிப்படையிலான அச்சிடுதல், லேசர் அடிப்படையிலான அச்சிடுதல், நீர்த்துளி அடிப்படையிலான அச்சிடுதல், காந்தப்புல அடிப்படையிலான அச்சிடுதல் மற்றும் காந்த மிதவை அடிப்படையிலான அச்சிடுதல் உள்ளிட்ட 3டி பயோ பிரிண்டிங்கின் மற்ற அனைத்து நுட்பங்களும் விண்வெளியில் சோதிக்கப்பட்டுள்ளன. உகந்த மைக்ரோகிராவிட்டி பயோப்ரிண்டிங் நுட்பம் உருவாக்கம் பயோஃபாப்ரிகேஷனைப் பயன்படுத்துவதாகும், இது திசுக்கள் மற்றும் உறுப்புகளை உருவாக்க காந்த மற்றும் ஒலி லெவிடேஷன் புலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் கலவையாகும். காந்த மற்றும் ஒலி எழுச்சி புலம் ஒரு மண்டலத்தை உருவாக்குகிறது, இது பயோ பிரிண்டிங் செயல்முறைக்கு ஆதரவை வழங்க ஒரு சாரக்கட்டு போல செயல்படுகிறது. மைக்ரோகிராவிட்டி பயோப்ரிண்டிங்கில் பயன்படுத்தப்படும் பயோயிங்குகள் குறிப்பாக குறைந்த பாகுத்தன்மை கொண்ட சேர்மங்களாகும், அவை பயோ மெட்டீரியல்கள் மற்றும் உயிரியல் பொருட்களைக் கொண்டிருக்கலாம். அவை மற்ற 3டி பயோ பிரிண்டிங் செயல்முறைகளைப் போலவே செயல்படுகின்றன, ஆனால் பூஜ்ஜிய ஈர்ப்பு அமைப்புகளுக்கு உகந்தவை. மைக்ரோகிராவிட்டி பயோ பிரிண்டிங்கின் வரம்புகள் மற்ற 3டி பயோ பிரிண்டிங் நுட்பங்களுடன் பகிர்ந்து கொள்ளப்படுகின்றன. ஒரு கூடுதல் சவால் என்னவென்றால், ஐ. எஸ். எஸ். கப்பலில் உள்ள விநியோகம் அணைக்கப்படும்போது உயிரி பொருட்கள் மற்றும் உயிரி இணைப்புகளை விண்வெளிக்கு அனுப்புவதாகும். வரலாறு 2016 டெக்ஷாட் என்ற அமெரிக்காவை தளமாகக் கொண்ட ஒரு நிறுவனம் மைக்ரோகிராவிட்டி சூழலில் முதல் இதய மற்றும் வாஸ்குலர் திசுக்களை வயது வந்த மனித ஸ்டெம் செல்கள் மற்றும் பூஜ்ஜிய ஈர்ப்பு பயன்பாட்டிற்காக குறிப்பாக உருவாக்கப்பட்ட ஒரு என்ஸ்கிரிப்ட் பயோ பிரிண்டரைக் கொண்ட ஒரு பயோஇங்கைப் பயன்படுத்தி அச்சிட்டது. டெக்ஷாட் சர்வதேச விண்வெளி நிலையத்திற்கு (ஐஎஸ்எஸ்) அனுப்ப ஒரு குறிப்பிட்ட மைக்ரோகிராவிட்டி பயன்பாட்டு பயோ பிரிண்டரை உருவாக்கத் தொடங்குகிறது. 2017 ஸ்கோல்கோவோவை தளமாகக் கொண்ட 3டி பயோ பிரிண்டிங் சொல்யூஷன்ஸ் என்ற நிறுவனம் காந்த மிதவை தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்திய ஒரு விண்வெளி குறிப்பிட்ட பயோ பிரிண்டரைத் தயாரித்து உருவாக்கத் தொடங்கியது. 2018 3டி பயோ பிரிண்டிங் சொல்யூஷன்ஸ் தங்கள் காந்த பயோ பிரிண்டரைப் பயன்படுத்தி சர்வதேச விண்வெளி நிலையத்தில் (ஐஎஸ்எஸ்) ஒரு சுட்டி தைராய்டை வெற்றிகரமாக அச்சிட்டது. 2019 பயோ பிரிண்டட் மவுஸ் தைராய்டு 2019 ஆம் ஆண்டின் தொடக்கத்தில் பகுப்பாய்விற்காக பூமிக்கு திருப்பி அனுப்பப்பட்டது. டெக்ஷாட் உருவாக்கிய மற்றும் தயாரிக்கப்பட்ட மைக்ரோகிராவிட்டி பயோ பிரிண்டரான பயோஃபாப்ரிகேஷன் வசதி, ஐ. எஸ். எஸ்ஸில் அனுப்பப்பட்டு நிறுவப்பட்டது. காலப்போக்கில் படிப்படியாக தடிமனான திசுக்களை அச்சிடவும், மருந்து மறுசீரமைப்பு ஆராய்ச்சியை நடத்தவும் இந்த வசதி வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. 3டி பயோ பிரிண்டிங் சொல்யூஷனின் முதல் மனித செல் பயோ பிரிண்டிங் 2019 ஆம் ஆண்டின் பிற்பகுதியில் ஐஎஸ்எஸ் கப்பலில் முயற்சிக்கப்பட்டது. உயிருள்ள மனித உயிரணுக்கள் மற்றும் கால்சியம் பாஸ்பேட் மட்பாண்டங்களைக் கொண்ட காந்த நானோ துகள்கள் கலவையைப் பயன்படுத்தி மனித எலும்பு திசு துண்டுகளை அவர்கள் வெற்றிகரமாக அச்சிட்டனர். பயன்பாடுகள் மென்மையான திசு அச்சிடுதல் மைக்ரோகிராவிட்டி சூழல் இரத்த நாளங்கள் போன்ற மென்மையான மற்றும் மென்மையான திசு கட்டமைப்புகளை அச்சிடுவதற்கான சாத்தியத்தை செயல்படுத்துகிறது. பூமியில், இரத்த நாளங்களின் பலவீனம், செல் எடை மற்றும் ஈர்ப்பு விசை காரணமாக கட்டமைப்பு இடிந்து விழுகிறது. பூஜ்ஜிய ஈர்ப்பு விசையில் உயிரியல் அச்சிடப்பட்ட நரம்புகள் மற்றும் தமனிகளுக்கு கட்டமைப்பு ஆதரவு தேவையில்லை மற்றும் அச்சு செயல்பாட்டின் போது இடத்தில் தொங்கவிடப்படுகிறது. இது மென்மையான திசுக்கள் முழு அச்சிடும் செயல்முறை முழுவதும் அவற்றின் கட்டமைப்பையும் வடிவத்தையும் பராமரிக்க அனுமதிக்கிறது. உயிரியல் அச்சுகளை மீண்டும் பூமிக்கு அனுப்புவதற்கு முன்பு, திசுக்கள் சுய ஆதரவுக்காக திசுக்களை மேலும் வலுப்படுத்த செல் வளர்ப்பு அமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி நிபந்தனைக்குட்பட்டவை. செல் வளர்ப்பைத் தவிர்ப்பது, செல் நிலைத்தன்மை இல்லாததால் ஈர்ப்பு விசை மற்றும் செல்லுலார் எடையின் கீழ் மென்மையான திசு இடிந்து விழும். செல் வளர்ப்பு செயல்முறை முடிந்ததும், அச்சிடப்பட்ட மென்மையான திசு கட்டமைப்புகள் அவற்றின் இயற்கையான சகாக்களிலிருந்து செயல்பாட்டில் வேறுபட்டதாக இருக்காது என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. சிக்கலான திசு மற்றும் உறுப்பு அச்சிடும் சிக்கலான உறுப்புகளை எந்த ஆதரவு அமைப்பின் தேவையும் இல்லாமல் செல்கள் மற்றும் உயிரியல் பொருட்களிலிருந்து மட்டுமே உருவாக்க முடியும். பூஜ்ஜிய ஈர்ப்பு சூழல் பூமியில் 3 டி பயோ பிரிண்டிங்கில் பொதுவான இயந்திர சுமை மற்றும் கட்டமைப்பு தேவை வரம்பைத் தீர்க்கிறது. ஐஎஸ்எஸ் தற்போது இருதய திசுக்கள் மற்றும் கட்டமைப்புகளை அச்சிட பல மைக்ரோகிராவிட்டி மையப்படுத்தப்பட்ட பயோ பிரிண்டர்களை இயக்குகிறது. உயிரியல் அச்சிடப்பட்ட திசுக்கள் மற்றும் கட்டமைப்புகள் இதய நோய்களுக்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கும் சேதமடைந்த இதய திசுக்களை சரிசெய்வதற்கும் சிகிச்சை மேம்பாட்டை உள்ளடக்கிய பல்வேறு ஆராய்ச்சிகளுக்கான மாதிரிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உயிரியல் மருத்துவ ஆராய்ச்சி கல்லீரல் போன்ற உயிரியல் கட்டமைக்கப்பட்ட உறுப்புகள் உடலியல் நிலைமைகளில் அதிகரித்த பிரதிபலிப்பு காரணமாக குறிப்பிட்ட கல்லீரல் நோய்களைச் சோதிக்கவும் சிகிச்சையளிக்கவும் இன் விட்ரோ மாதிரிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரு பெரிய கல்லீரல் கட்டமைப்பை அச்சிடுவதில் அதிகரித்து வரும் சிக்கல் காரணமாக தற்போதைய கல்லீரல் மாதிரிகள் சிறிய திசு துண்டுகளாக மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. மைக்ரோகிராவிட்டி பயோ பிரிண்டிங் இயற்கையான கல்லீரலுக்கு இணையாக செயல்படக்கூடிய ஒரு பெரிய மற்றும் மிகவும் சிக்கலான கல்லீரல் கட்டமைப்பை உருவாக்க முடியும். பயோ பிரிண்ட் ஃபர்ஸ்ட் எய்ட் கையடக்க பயோ பிரிண்டர் (பயோ பிரிண்ட் ஃபர்ஸ்ட் எய்ட்) என்று அழைக்கப்படும் கையடக்க சாதனம் அடுத்த தலைமுறை கையடக்க பயோ பிரிண்டராக உருவாக்கப்பட்டு வருகிறது, இது பூமி மற்றும் விண்வெளி இரண்டிலும் செயல்படுகிறது. பயோ பிரிண்டர் அந்தந்த நோயாளிகளின் உயிரணுக்களைக் கொண்ட பயோயிங்குகளால் செய்யப்பட்ட ஒரு பேண்ட்-எய்ட் பேட்சை அச்சிடுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. முழு அச்சிடும் செயல்முறையும் சுமார் 10 நிமிடங்கள் எடுக்கும் மற்றும் ஒரு ஊட்டப்பட்ட மை தோட்டா மூலம் இயந்திர அச்சிடலை முற்றிலும் நம்பியுள்ளது. இந்த ஆராய்ச்சி எந்தவொரு சூழ்நிலையிலும் செயல்படக்கூடிய சிறிய மற்றும் பயன்படுத்த எளிதான பயோ பிரிண்டர்களை உருவாக்குவதற்கான ஒரு தொடக்கமாகும். மருந்து ஆராய்ச்சி வேதியியல் சேர்மங்களை பூமியில் அடைய முடியாத தனித்துவமாக திருத்தப்பட்ட மேற்பரப்பு பண்புகள் மற்றும் விண்வெளியில் உள்ள பண்புகளுடன் உருவாக்க முடியும். பூமியில் காணப்படும் சேர்மங்களுடன் ஒப்பிடும்போது அவற்றின் செயல்திறனைக் கவனிக்க ஆராய்ச்சியின் போது விசேஷமாக தயாரிக்கப்பட்ட சேர்மங்களை சோதிக்கலாம். பூஜ்ஜிய ஈர்ப்பு சூழல் வழக்கமான உற்பத்தி நடைமுறைகளை விட மிகவும் திறமையான இரசாயன கலவை உற்பத்தி செயல்முறைகளை வழங்குகிறது. இது மேலும் உகப்பாக்கம் மற்றும் மருந்துகளின் உற்பத்தியை அதிகரிக்கிறது. ஈர்ப்பு மற்றும் செல்லுலார் எடைக்கு உணர்திறன் கொண்ட உறுப்பு மற்றும் திசு கட்டமைப்புகளை அச்சிட பூஜ்ஜிய ஈர்ப்பு விசையின் நன்மைகளை இம்பேக்ட் மைக்ரோகிராவிட்டி பயோப்ரிண்டிங் பயன்படுத்துகிறது. உயிரணுக்கள் தக்கவைத்து 3டி கட்டமைப்பை உருவாக்க உயர் பாகுத்தன்மை கொண்ட பயோஇங்க்ஸ் அடிக்கடி பயோ பிரிண்டிங்கிற்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அதிக பாகுத்தன்மை பூமியின் ஈர்ப்பு விசையை எதிர்க்கிறது, ஆனால் அதிக அளவு வெட்டு அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது. அச்சிடும் செயல்பாட்டின் போது இந்த அதிக பாகுத்தன்மை கொண்ட பயோயின்களின் மீது அதிகரித்து வரும் அழுத்தம் அடிக்கடி உயிரணு இறப்புக்கு வழிவகுக்கிறது. மைக்ரோகிராவிட்டி சூழல் குறைந்த பாகுத்தன்மை கொண்ட பயோஇங்க்ஸைப் பயன்படுத்த உதவுகிறது, அதே நேரத்தில் பயோப்ரிண்ட் ஒரு முழு செல் அடிப்படையிலான 3D கட்டமைப்பை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது. செல்கள் இடைநீக்கம் செய்யப்பட்ட நிலையில் அச்சிடப்படுவதால், ஆதரவுக்காக ஒரு சாரக்கட்டு உருவாக்க வேண்டியதன் அவசியத்தை இது நீக்குகிறது. மைக்ரோகிராவிட்டி பயோ பிரிண்டிங் மேம்பட்டு உருவாகும்போது, செயற்கை உறுப்புகளை அச்சிடுவதற்கான சாத்தியம் மேலும் விண்வெளி ஆய்வு மற்றும் காலனித்துவத்திற்கு ஒரு வாய்ப்பை வழங்குகிறது. மைக்ரோகிராவிட்டி பயோ பிரிண்டிங்கின் மேம்பாடுகள் மற்றும் முன்னேற்றங்களின் அடிப்படையில் பூமியை அடிப்படையாகக் கொண்ட பயோ ஃபேப்ரிகேஷன் நுட்பங்கள் மிகவும் சுத்திகரிக்கப்படுவதால் மீளுருவாக்கம் மருத்துவம் கடுமையாக மேம்படும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. மேலும் காண்க 3டி பயோ பிரிண்டிங் 3டி பிரிண்டிங் காந்த 3டி பயோ பிரிண்டிங் மைக்ரோ-ஜி சூழல் பயோ-மைக் விண்வெளி ஆய்வு மீளுருவாக்கம் மருத்துவ குறிப்புகள் விக்கிப்பீடியா மாணவர் திட்டம் 3டி பிரிண்டிங் பயோ மெட்டீரியல்கள்