3D bioprinting
تھری ڈائیمینشنل (تھری ڈی) بائیو پرنٹنگ تھری ڈی پرنٹنگ جیسی تکنیکوں کا استعمال ہے جو خلیوں، نمو کے عوامل، اور/یا بائیو میٹریلز کو بائیو میڈیکل حصوں کو بنانے کے لیے جوڑتا ہے، اکثر قدرتی ٹشو کی خصوصیات کی نقل کرنے کے مقصد سے۔ تھری ڈی بائیو پرنٹنگ کا استعمال گندے پانی کے علاج، ماحولیاتی تدارک، اور کٹاؤ کی روک تھام جیسے شعبوں میں بھی ہوتا ہے۔ تھری ڈی بائیو پرنٹنگ فعال بائیو فلمز تیار کر سکتی ہے جو مختلف حالات میں مدد کر سکتی ہیں۔ تھری ڈی بائیو پرنٹڈ بائیو فلمز فعال مائکروجنزموں کی میزبانی کرتی ہیں جو مثال کے طور پر آلودگیوں کو ہٹانے میں سہولت فراہم کر سکتی ہیں۔ عام طور پر، تھری ڈی بائیو پرنٹنگ ٹشو نما ڈھانچے بنانے کے لیے بائیو انکس کے نام سے جانا جانے والا مواد جمع کرنے کے لیے پرت بہ پرت طریقہ استعمال کر سکتی ہے جو بعد میں مختلف طبی اور ٹشو انجینئرنگ کے شعبوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ تھری ڈی بائیو پرنٹنگ بائیو پرنٹنگ کی تکنیکوں اور بائیو میٹریلز کی ایک وسیع رینج کا احاطہ کرتی ہے۔ فی الحال، بائیو پرنٹنگ کا استعمال ٹشو اور اعضاء کے نمونوں کو پرنٹ کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے تاکہ تحقیقی ادویات اور ممکنہ علاج میں مدد مل سکے۔ بہر حال، طبی استعمال میں بائیو پرنٹڈ زندہ سیلولر تعمیرات کا ترجمہ فعال اعضاء بنانے کے لیے درکار پیچیدگی اور سیل نمبر کی وجہ سے کئی مسائل کا سامنا کرتا ہے۔ تاہم، اختراعات کا دائرہ ایکسٹرا سیلولر میٹرکس کی بائیو پرنٹنگ سے لے کر مطلوبہ ٹشو تیار کرنے کے لیے پرت در پرت جمع شدہ ہائیڈروگلز کے ساتھ خلیوں کو ملانے تک ہے۔ اس کے علاوہ، تھری ڈی بائیو پرنٹنگ نے سہاروں کی پرنٹنگ کو شامل کرنا شروع کر دیا ہے جسے جوڑوں اور لگامینٹس کو دوبارہ پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پروسیس تھری ڈی بائیو پرنٹنگ عام طور پر تین مراحل پر عمل کرتی ہے: پری بائیو پرنٹنگ، بائیو پرنٹنگ، اور پوسٹ بائیو پرنٹنگ۔ پری بائیو پرنٹنگ ایک ماڈل بنانے کا عمل ہے جسے پرنٹر بعد میں بنائے گا اور استعمال ہونے والے مواد کا انتخاب کرے گا۔ اعضاء کی بائیوپسی حاصل کرنا پہلے مراحل میں سے ایک ہے۔ بائیو پرنٹنگ کے لیے استعمال ہونے والی عام ٹیکنالوجیز کمپیوٹیڈ ٹومیگرافی (سی ٹی) اور مقناطیسی گونج امیجنگ (ایم آر آئی) ہیں۔ پرت در پرت نقطہ نظر کے ساتھ پرنٹ کرنے کے لیے، تصاویر پر ٹومگرافک تعمیر نو کی جاتی ہے۔ اس کے بعد اب-2 ڈی تصاویر بنانے کے لیے پرنٹر کو بھیجی جاتی ہیں۔ ایک بار تصویر بننے کے بعد، بعض خلیات الگ تھلگ ہو جاتے ہیں اور کئی گنا بڑھ جاتے ہیں۔ اس کے بعد ان خلیوں کو ایک خاص مائع مواد کے ساتھ ملایا جاتا ہے جو انہیں زندہ رکھنے کے لیے آکسیجن اور دیگر غذائی اجزاء فراہم کرتا ہے۔ کچھ عملوں میں، خلیات سیلولر اسفروئڈز میں 500 ایم یو قطر میں بند ہوتے ہیں۔ خلیوں کے اس جمع ہونے کے لیے سکافولڈ کی ضرورت نہیں ہوتی، اور اخراج جیسے عمل کے لیے ٹیوبلر جیسے ٹشو فیوژن میں رکھنے کے لیے ضروری ہے۔ بائیو پرنٹنگ دوسرے مرحلے میں خلیوں، میٹرکس، اور غذائی اجزاء کے مائع مرکب کو جو بائیوئنکس کے نام سے جانا جاتا ہے، پرنٹر کارتوس میں رکھا جاتا ہے اور مریضوں کے طبی اسکین کا استعمال کرتے ہوئے جمع کیا جاتا ہے۔ جب بائیو پرنٹڈ پری ٹشو کو انکیوبیٹر میں منتقل کیا جاتا ہے، تو یہ سیل پر مبنی پری ٹشو ایک ٹشو میں پختہ ہو جاتا ہے۔ حیاتیاتی تعمیرات کو بنانے کے لیے تھری ڈی بائیو پرنٹنگ میں عام طور پر خلیوں کو بائیو مطابقت پذیر سہاروں پر ٹشو کی طرح تین جہتی ڈھانچے پیدا کرنے کے لیے پرت در پرت نقطہ نظر کا استعمال کرتے ہوئے تقسیم کرنا شامل ہوتا ہے۔ 3 ڈی بائیو پرنٹنگ کے ذریعے بنائے گئے جگر اور گردے جیسے مصنوعی اعضاء میں ایسے اہم عناصر کی کمی دکھائی گئی ہے جو جسم کو متاثر کرتے ہیں جیسے خون کی شریانیں، پیشاب جمع کرنے کے لیے نلیاں، اور ان اعضاء کے لیے درکار اربوں خلیوں کی نشوونما۔ ان اجزاء کے بغیر جسم کے پاس ضروری غذائی اجزاء اور آکسیجن کو ان کے اندرونی حصوں میں گہرائی میں حاصل کرنے کا کوئی طریقہ نہیں ہے۔ یہ دیکھتے ہوئے کہ جسم میں ہر ٹشو قدرتی طور پر مختلف خلیوں کی اقسام پر مشتمل ہوتا ہے، ان خلیوں کو پرنٹ کرنے کے لیے بہت سی ٹیکنالوجیز مینوفیکچرنگ کے عمل کے دوران خلیوں کے استحکام اور عملداری کو یقینی بنانے کی صلاحیت میں مختلف ہوتی ہیں۔ خلیوں کی تھری ڈی بائیو پرنٹنگ کے لیے استعمال ہونے والے کچھ طریقے فوٹوولتھگرافی، مقناطیسی تھری ڈی بائیو پرنٹنگ، سٹیریوولتھگرافی، اور براہ راست سیل اخراج ہیں۔ پوسٹ بائیو پرنٹنگ حیاتیاتی مواد سے ایک مستحکم ڈھانچہ بنانے کے لیے پوسٹ بائیو پرنٹنگ کا عمل ضروری ہے۔ اگر اس عمل کو اچھی طرح سے برقرار نہیں رکھا گیا ہے، تو 3 ڈی پرنٹ شدہ آبجیکٹ کی مکینیکل سالمیت اور فنکشن خطرے میں ہے۔ شے کو برقرار رکھنے کے لیے مکینیکل اور کیمیائی دونوں محرکات کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ محرکات خلیوں کو اشارے بھیجتے ہیں تاکہ بافتوں کی تشکیل نو اور نشوونما کو کنٹرول کیا جا سکے۔ اس کے علاوہ، حالیہ ترقی میں، بائیو ری ایکٹر ٹیکنالوجیز نے ٹشوز کی تیزی سے پختگی، ٹشوز کی ویسکولرائزیشن اور ٹرانسپلانٹ سے بچنے کی صلاحیت کی اجازت دی ہے۔ بائیو ری ایکٹر یا تو مواصلاتی غذائی اجزاء کی نقل و حمل فراہم کرنے، مائیکرو گریویٹی ماحول پیدا کرنے، خلیوں کے ذریعے حل کے بہاؤ کا سبب بننے والے دباؤ کو تبدیل کرنے، یا متحرک یا جامد لوڈنگ کے لیے کمپریشن شامل کرنے میں کام کرتے ہیں۔ ہر قسم کا بائیو ری ایکٹر مختلف قسم کے ٹشوز کے لیے مثالی ہے، مثال کے طور پر کمپریشن بائیو ری ایکٹر کارٹلیج ٹشوز کے لیے مثالی ہیں۔ بائیو پرنٹنگ کا نقطہ نظر اس شعبے کے محققین نے ایسے جاندار اعضاء تیار کرنے کے لیے طریقے تیار کیے ہیں جو مناسب حیاتیاتی اور مکینیکل خصوصیات کے ساتھ بنائے گئے ہیں۔ تھری ڈی بائیو پرنٹنگ تین اہم طریقوں پر مبنی ہے: بائیومیمیکری، خود مختار خود اسمبلی اور منی ٹشو بلڈنگ بلاکس۔ بائیو امیکری بائیو پرنٹنگ کا پہلا طریقہ بائیو امیکری کہلاتا ہے۔ اس نقطہ نظر کا بنیادی مقصد من گھڑت ڈھانچے بنانا ہے جو انسانی جسم کے بافتوں اور اعضاء میں پائے جانے والے قدرتی ڈھانچے سے ملتے جلتے ہوں۔ بائیومیمیکری کے لیے اعضاء اور بافتوں کی شکل، فریم ورک اور مائیکرو انوائرمنٹ کی نقل درکار ہوتی ہے۔ بائیو پرنٹنگ میں بائیومیمیکری کے استعمال میں اعضاء کے یکساں سیلولر اور ایکسٹرا سیلولر دونوں حصے بنانا شامل ہے۔ اس نقطہ نظر کو کامیاب بنانے کے لیے، بافتوں کو مائیکرو پیمانے پر نقل کیا جانا چاہیے۔ لہذا، مائیکرو انوائرمنٹ، اس مائیکرو انوائرمنٹ میں حیاتیاتی قوتوں کی نوعیت، فعال اور معاون خلیوں کی اقسام کی عین مطابق تنظیم، گھلنشیل عوامل، اور ایکسٹرا سیلولر میٹرکس کی ساخت کو سمجھنا ضروری ہے۔ خود مختار خود اسمبلی بائیو پرنٹنگ کا دوسرا نقطہ نظر خود مختار خود اسمبلی ہے۔ یہ نقطہ نظر دلچسپی کے بافتوں کی نقل تیار کرنے کے لیے ایک ماڈل کے طور پر جنین کے اعضاء کی نشوونما کے جسمانی عمل پر منحصر ہے۔ جب خلیات اپنی ابتدائی نشوونما میں ہوتے ہیں، تو وہ مطلوبہ حیاتیاتی افعال اور مائیکرو آرکیٹیکچر فراہم کرنے کے لیے اپنا ایکسٹرا سیلولر میٹرکس بلڈنگ بلاک، مناسب سیل سگنلنگ، اور آزاد انتظام اور پیٹرننگ بناتے ہیں۔ خود مختار خود اسمبلی جنین کے بافتوں اور اعضاء کی ترقیاتی تکنیکوں کے بارے میں مخصوص معلومات کا مطالبہ کرتی ہے۔ ایک "سکافولڈ فری" ماڈل ہے جو خود جمع ہونے والے اسفروئڈز کا استعمال کرتا ہے جو فیوژن اور خلیوں کے انتظام کے تابع ہوتے ہیں جو ابھرتے ہوئے بافتوں سے ملتے جلتے ہیں۔ خود مختار خود اسمبلی کا انحصار ہسٹوجینسیس کے بنیادی محرک کے طور پر خلیے پر ہوتا ہے، جو ان بافتوں کے تعمیراتی بلاکس، ساختی اور فعال خصوصیات کی رہنمائی کرتا ہے۔ یہ اس بات کی گہری تفہیم کا مطالبہ کرتا ہے کہ جنین کے بافتوں کے میکانزم کے ساتھ ساتھ بائیو پرنٹڈ بافتوں کو بنانے کے لیے مائیکرو انوائرمنٹ کیسے تیار ہوتا ہے۔ منی ٹشو بائیو پرنٹنگ کا تیسرا نقطہ نظر بائیومیمیکری اور سیلف اسمبلی دونوں طریقوں کا مجموعہ ہے، جسے منی ٹشوز کہا جاتا ہے۔ اعضاء اور بافت بہت چھوٹے فعال اجزاء سے بنے ہوتے ہیں۔ منی ٹشو اپروچ ان چھوٹے ٹکڑوں کو لے کر انہیں بڑے فریم ورک میں ترتیب دیتا ہے۔ عام سیاہی پرنٹروں میں بائیو پرنٹروں کی درجہ بندی، بائیو پرنٹروں کے تین اہم اجزاء ہوتے ہیں۔ یہ استعمال شدہ ہارڈ ویئر، بائیو سیاہی کی قسم، اور اس پر چھپی ہوئی مواد (بائیو میٹریلز) ہیں۔ بائیو سیاہی زندہ خلیوں سے بنا ایک ایسا مواد ہے جو مائع کی طرح برتاؤ کرتا ہے، جس سے لوگ مطلوبہ شکل بنانے کے لیے اسے 'پرنٹ' کر سکتے ہیں۔ بائیو سیاہی بنانے کے لیے، سائنس دان خلیوں کا ایک گارا بناتے ہیں جسے کارتوس میں لادا جا سکتا ہے اور ایک خاص طور پر ڈیزائن کیے گئے پرنٹر میں ڈالا جا سکتا ہے، ساتھ ہی ایک اور کارتوس جس میں ایک جیل ہوتا ہے جسے بائیو پیپر کہا جاتا ہے۔ بائیو پرنٹنگ میں تین بڑے قسم کے پرنٹر استعمال کیے گئے ہیں۔ یہ انک جیٹ، لیزر کی مدد سے، اور اخراج پرنٹر ہیں۔ انک جیٹ پرنٹر بنیادی طور پر تیز اور بڑے پیمانے کی مصنوعات کے لیے بائیو پرنٹنگ میں استعمال ہوتے ہیں۔ ایک قسم کا انک جیٹ پرنٹر، جسے ڈراپ آن ڈیمانڈ انک جیٹ پرنٹر کہا جاتا ہے، مواد کو درست مقدار میں پرنٹ کرتا ہے، جس سے لاگت اور فضلہ کم ہوتا ہے۔ لیزر استعمال کرنے والے پرنٹر اعلی ریزولوشن والی پرنٹنگ فراہم کرتے ہیں ؛ تاہم، یہ پرنٹر اکثر مہنگے ہوتے ہیں۔ اخراج پرنٹر خلیوں کو پرت در پرت پرنٹ کرتے ہیں، بالکل 3D پرنٹنگ کی طرح 3D تعمیرات بنانے کے لیے۔ صرف خلیوں کے علاوہ، اخراج پرنٹر خلیوں سے بھرے ہائیڈروگلز کا بھی استعمال کر سکتے ہیں۔ اخراج پر مبنی پرنٹنگ اخراج پر مبنی پرنٹنگ تھری ڈی پرنٹنگ کے میدان میں ایک بہت ہی عام تکنیک ہے جس میں پگھلے ہوئے ٹھوس مواد یا چپچپا مائع کے مسلسل بہاؤ کو ایک قسم کے سوراخ، اکثر نوزل یا سرنج کے ذریعے نکالنا، یا مجبور کرنا شامل ہے۔ جب اخراج پر مبنی بائیو پرنٹنگ کی بات آتی ہے تو اخراج کی چار اہم قسمیں ہوتی ہیں۔ یہ نیومیٹک سے چلنے والے، پسٹن سے چلنے والے، سکرو سے چلنے والے اور سنکی سکرو سے چلنے والے ہوتے ہیں (جسے ترقی پذیر کیوٹی پمپ بھی کہا جاتا ہے)۔ ہر اخراج کے طریقہ کار کے اپنے فوائد اور نقصانات ہیں۔ نیومیٹک اخراج ایک جمع کرنے والے ایجنٹ کے ذریعے مائع بائیوینک کو مجبور کرنے کے لیے دباؤ والی ہوا کا استعمال کرتا ہے۔ بائیوینک کو منتقل کرنے کے لیے استعمال ہونے والی ہوا آلودگیوں سے پاک ہونی چاہیے۔ ایئر فلٹر عام طور پر استعمال ہونے سے پہلے ہوا کو جراثیم سے پاک کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ پسٹن سے چلنے والا اخراج گائیڈ سکرو سے منسلک پسٹن کا استعمال کرتا ہے۔ پسٹن کی لکیری حرکت مواد کو نوزل سے باہر نکال دیتی ہے۔ سکرو سے چلنے والا اخراج مواد کو نکالنے کے لیے آگر سکرو کا استعمال کرتا ہے۔ گردش کی حرکت مواد کو نوزل سے نیچے اور باہر کرنے پر مجبور کرتی ہے۔ سکرو سے چلنے والے آلات اعلی چپچپا مواد کے استعمال کی اجازت دیتے ہیں اور زیادہ حجم کنٹرول فراہم کرتے ہیں۔ ایکسینٹرک سکرو سے چلنے والے نظام ایکسٹروڈر میں سیلف سیلنگ چیمبرز کی وجہ سے کم سے اعلی چپچپا مواد کے بہت زیادہ درست جمع ہونے کی اجازت دیتے ہیں۔ ایک بار پرنٹ ہونے کے بعد، بہت سے مواد کو تعمیر کے لیے مطلوبہ مکینیکل خصوصیات کو حاصل کرنے کے لیے کراس لنکنگ مرحلے کی ضرورت ہوتی ہے، جسے مثال کے طور پر کیمیائی ایجنٹوں یا فوٹو کراس لنکرز کے علاج سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ براہ راست اخراج سب سے عام اخراج پر مبنی بائیو پرنٹنگ تکنیکوں میں سے ایک ہے، جس میں دباؤ والی قوت بائیوینک کو نوزل سے باہر نکلنے کی ہدایت دیتی ہے، اور بغیر کسی ضروری کاسٹنگ کے براہ راست سکافولڈ کو پرنٹ کرتی ہے۔ اس نقطہ نظر کے لیے بائیوینک خود پولیمر ہائیڈروگلز، قدرتی طور پر اخذ کردہ مواد جیسے کولیجن، اور محلول میں معطل زندہ خلیوں کا مرکب ہو سکتا ہے۔ اس طرح، سکافولڈز کو پرنٹ کے بعد اور سیلولر سیڈنگ کے لیے مزید علاج کی ضرورت کے بغیر کلچر کیا جا سکتا ہے۔ براہ راست پرنٹنگ کی تکنیکوں کے استعمال میں کچھ توجہ کویکسیل نوزل اسمبلیوں، یا کویکسیل اخراج کے استعمال پر مبنی ہے۔ کوایکسیل نوزل سیٹ اپ متعدد مادی بائیوئنکس کو بیک وقت نکالنے کے قابل بناتا ہے، جو ایک ہی اخراج مرحلے میں کثیر پرتوں والے اسکیفولڈ بنانے کے قابل ہوتا ہے۔ نلکے کے ڈھانچوں کی ترقی نے ان تکنیکوں کے ذریعے حاصل کردہ پرتوں کو مواد کی خصوصیت میں شعاعی تغیر کے لیے مطلوب پایا ہے جو یہ پیش کر سکتا ہے، کیونکہ کویکسیل نوزل بائیوینک کے بہاؤ کے لیے ایک اندرونی اور بیرونی ٹیوب فراہم کرتا ہے۔ بائیو پرنٹنگ کے لیے بالواسطہ اخراج کی تکنیکوں کے لیے سیل سے لدے ہائیڈروگلز کے بنیادی مواد کی پرنٹنگ کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن براہ راست اخراج کے برعکس ایک قربانی ہائیڈروگل ہوتا ہے جسے تھرمل یا کیمیائی نکالنے کے ذریعے پرنٹنگ کے بعد معمولی طور پر ہٹایا جا سکتا ہے۔ بقیہ رال مضبوط ہو جاتا ہے اور مطلوبہ 3D پرنٹڈ ساخت بن جاتا ہے۔ لیزر پر مبنی پرنٹنگ لیزر پر مبنی بائیو پرنٹنگ کو دو بڑی کلاسوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: وہ جو سیل ٹرانسفر ٹیکنالوجیز یا فوٹو پولیمرائزیشن پر مبنی ہیں۔ سیل ٹرانسفر لیزر پرنٹنگ میں، لیزر توانائی جذب کرنے والے مواد کے درمیان انٹرفیس کو متحرک کرتا ہے (جیسے۔ سونا، ٹائٹینیم، وغیرہ) اور بائیوینک، جس میں قربانی کا مواد ہوتا ہے۔ یہ قربانی کی 'ڈونر پرت' لیزر کی تابکاری کے تحت بخارات بن جاتی ہے، جس سے بائیوینک پرت سے ایک بلبلہ بنتا ہے جو جیٹ سے جمع ہوتا ہے۔ فوٹو پولیمرائزیشن کی تکنیکیں سیاہی کو مستحکم کرنے کے لیے فوٹو انیشیٹڈ رد عمل کا استعمال کرتی ہیں، مطلوبہ تعمیر کی تشکیل کو متاثر کرنے کے لیے لیزر کے بیم کے راستے کو حرکت دیتی ہیں۔ کچھ لیزر فریکوئنسیز جو فوٹو پولیمرائزیشن رد عمل کے ساتھ جوڑی جاتی ہیں مواد میں خلیوں کو نقصان پہنچائے بغیر انجام دی جا سکتی ہیں۔ اضافی پرنٹنگ کے طریقے بوندوں پر مبنی بائیو پرنٹنگ ایک ایسی تکنیک ہے جس میں خلیوں اور/یا ہائیڈروگلز کے بائیوینک مرکب کو بوندوں میں عین مطابق پوزیشنوں میں رکھا جاتا ہے۔ اس نقطہ نظر میں سب سے زیادہ عام تھرمل اور پیزو الیکٹرک-ڈراپ-آن-ڈیمانڈ تکنیک ہیں۔ بائیو پرنٹنگ کا یہ طریقہ اکثر پھیپھڑوں اور بیضہ دانی کے کینسر کے نمونوں کے ساتھ تجرباتی طور پر استعمال ہوتا ہے۔ تھرمل ٹیکنالوجیز بائیوینک کو گرم کرنے کے لیے مختصر مدت کے سگنلز کا استعمال کرتی ہیں، جس سے چھوٹے بلبلوں کی تشکیل ہوتی ہے جو باہر نکلتے ہیں۔ پیزو الیکٹرک بائیو پرنٹنگ میں پیزو الیکٹرک ایکچوایٹر پر لاگو ہونے کے بجائے مختصر مدت کا کرنٹ ہوتا ہے، جو ایک مکینیکل کمپن کو جنم دیتا ہے جو نوزل کے ذریعے بائیوینک کے ایک چھوٹے سے گلوبول کو باہر نکالنے کے قابل ہوتا ہے۔ بائیو پرنٹنگ کے لیے بوندوں پر مبنی طریقوں کے مطالعہ کا ایک اہم پہلو نوزل ٹپ کے قریب بائیوینک کے تجربے کے اندر مکینیکل اور تھرمل تناؤ کے خلیوں کا حساب لگانا ہے کیونکہ وہ نکالے جاتے ہیں۔ بائیوائنک سلیکشن کی اہمیت بائیوائنک بائیو پرنٹنگ کے عمل کے لازمی اجزاء ہیں۔ وہ ایسے ماحول کی پرورش کے لیے زندہ خلیوں اور انزیمیٹک سپلیمنٹس پر مشتمل ہوتے ہیں جو طباعت شدہ ٹشو کی حیاتیاتی ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔ بائیوینک سے پیدا ہونے والا ماحول خلیے کو منسلک کرنے، بڑھنے اور اپنی بالغ شکل میں فرق کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ سیل-اینکیپسولٹنگ ہائیڈروگلز کو اخراج پر مبنی بائیو پرنٹنگ کے طریقوں میں استعمال کیا جاتا ہے، جبکہ جیلیٹن میتھاکریل-جیلیٹن میتھاکریلون (جییل ایم اے) اور سیلولر پر مشتمل بائیوئنکس اکثر ٹشو انجینئرنگ کی تکنیکوں میں استعمال ہوتے ہیں جن کے لیے کراس لنکج اور درست ساختی سالمیت کی ضرورت ہوتی ہے۔ بائیوئنکس کے لیے یہ ضروری ہے کہ وہ بیرونی سیلولر میٹرکس ماحول کی نقل تیار کرنے میں مدد کرے جس میں خلیہ قدرتی طور پر واقع ہوگا۔ ایپلی کیشنز ٹرانسپلانٹیشن تھری ڈی بائیو پرنٹنگ کا استعمال جسم کے مختلف حصوں سے ٹشو کی تعمیر نو کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ اختتامی مرحلے کے مثانے کی بیماری کے مریضوں کا علاج بائیو انجینئرڈ مثانے کے بافتوں کا استعمال کرتے ہوئے خراب اعضاء کی تعمیر نو کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ یہ ٹیکنالوجی ممکنہ طور پر ہڈی، جلد، کارٹلیج اور پٹھوں کے ٹشو پر بھی لاگو کی جا سکتی ہے۔ اگرچہ تھری ڈی بائیو پرنٹنگ ٹیکنالوجی کا ایک طویل مدتی مقصد پورے اعضاء کی تعمیر نو کے ساتھ ساتھ ٹرانسپلانٹیشن کے لیے اعضاء کی کمی کے مسئلے کو کم کرنا ہے۔ مکمل طور پر فعال اعضاء جیسے بائیو پرنٹنگ میں بہت کم کامیابی حاصل ہوئی ہے۔ جگر، جلد، مینیسس یا پینکریاز۔ امپلانٹیبل اسٹنٹ کے برعکس، اعضاء کی شکلیں پیچیدہ ہوتی ہیں اور بائیو پرنٹ کرنا نمایاں طور پر مشکل ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، بائیو پرنٹڈ دل کو نہ صرف ساختی ضروریات کو پورا کرنا چاہیے، بلکہ ویسکولرائزیشن، مکینیکل لوڈ، اور برقی سگنل کے پھیلاؤ کی ضروریات کو بھی پورا کرنا چاہیے۔ 2022 میں، تھری ڈی بائیو پرنٹڈ ٹرانسپلانٹ کے لیے کلینیکل ٹرائل کی پہلی کامیابی جو مریض کے اپنے خلیوں سے بنائی گئی ہے، مائکروٹیا کے علاج کے لیے ایک بیرونی کان، کی اطلاع دی گئی۔ کلچرڈ گوشت بائیو پرنٹنگ کو کلچرڈ گوشت کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ 2021 میں، تین قسم کے مویشیوں کے خلیے کے ریشوں پر مشتمل ایک اسٹیک جیسا کلچر شدہ گوشت تیار کیا گیا۔ واگیو نما گائے کے گوشت کی ساخت اصل گوشت سے ملتی جلتی ہوتی ہے۔ امپیکٹ تھری ڈی بائیو پرنٹنگ بائیو میٹریل نامی اختراعی مواد پر تحقیق کرنے کی اجازت دے کر ٹشو انجینئرنگ کے طبی شعبے میں اہم پیشرفت میں معاون ہے۔ کچھ قابل ذکر بائیو انجینئرڈ مادہ عام طور پر اوسط جسمانی مواد سے زیادہ مضبوط ہوتے ہیں، جن میں نرم ٹشو اور ہڈی شامل ہیں۔ یہ اجزاء اصل جسمانی مواد کے لیے مستقبل کے متبادل، یہاں تک کہ بہتری کے طور پر کام کر سکتے ہیں۔ اس کے علاوہ، ڈیفنس تھریٹ ریڈکشن ایجنسی کا مقصد چھوٹے اعضاء جیسے دل، جگر اور پھیپھڑوں کو پرنٹ کرنا ہے تاکہ نئی دوائیوں کی زیادہ درست جانچ کی جا سکے اور شاید جانوروں میں جانچ کی ضرورت کو ختم کیا جا سکے۔ تھری ڈی بائیو پرنٹنگ بائیو فلمز بائیو فلموں کی بائیو پرنٹنگ دوسرے بائیو پرنٹنگ کی طرح ہی طریقوں کا استعمال کرتی ہے۔ اکثر اوقات بائیو فلم بائیو فلم کی نشوونما کے لیے ڈھانچہ فراہم کرنے کے لیے پولیسیکرائڈ کے اخراج سے شروع ہوتی ہے۔ ان میں سے ایک پولیسیکرائڈز کی مثال الجینیٹ ہے۔ الگنیٹ ڈھانچے میں ڈھانچے کے اندر جرثومے سرایت کر سکتے ہیں۔ ہائیڈروگلز کو فعال بائیو فلمز کی تشکیل میں مدد کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پیچیدہ ڈھانچے اور فعال بائیو فلم کی تشکیل میں لگنے والے وقت کی وجہ سے لیبارٹری کی ترتیب میں بائیو فلموں کا تجزیہ کرنا مشکل ہے۔ تھری ڈی بائیو پرنٹنگ بائیو فلمز ہمیں بعض عمل کو چھوڑنے کی اجازت دیتی ہیں اور فنکشنل بائیو فلمز کا تجزیہ کرنا آسان بناتی ہیں۔ پرنٹ کی جانے والی بائیو فلم کی موٹائی غذائیت اور آکسیجن کے پھیلاؤ کی وجہ سے فعالیت کو تبدیل کرتی ہے۔ موٹی تھری ڈی پرنٹڈ بائیو فلمز قدرتی طور پر مثال کے طور پر اینیروبس کا انتخاب کریں گی۔ ماحولیاتی تدارک بائیو فلمز قدرتی ماحول میں تدارک کرنے کی صلاحیت رکھتی ہیں جس سے پتہ چلتا ہے کہ ماحولیاتی تدارک میں تھری ڈی بائیو پرنٹڈ بائیو فلم کے استعمال کے حوالے سے امکانات موجود ہیں۔ جرثومے کیمیکلز اور دھاتوں کی ایک بڑی رینج کو خراب کرنے کے قابل ہوتے ہیں اور ان جرثوموں کو پھلنے پھولنے کے لیے ایک ڈھانچہ فراہم کرنا فائدہ مند ہے جیسے کہ بائیو فلم ڈھانچے میں۔ مصنوعی بائیو فلمز سگنلنگ اور مجموعی طور پر مائکروبیل تعاملات کو فروغ دیتے ہوئے جرثوموں کو ماحول کے خطرات سے بچاتی ہیں۔ تھری ڈی بائیو پرنٹنگ فنکشنل مائکروجنزموں کو ایک ایسے ڈھانچے میں رکھنے کی اجازت دیتی ہے جو مکینیکل استحکام فراہم کرتا ہے اور انہیں ماحولیاتی حالات سے بچاتا ہے۔ عام ماحولیاتی ڈھانچوں کے مقابلے میں تھری ڈی پرنٹڈ ڈھانچوں کے ذریعہ فراہم کردہ بڑا رابطہ علاقہ آلودگیوں کو زیادہ موثر طریقے سے ہٹاتا ہے۔ مستقبل کے استعمال مستقبل میں گندے پانی کے علاج اور کٹاؤ پر قابو پانے میں مدد کرنے میں بھی اس کے ممکنہ استعمال ہیں۔ جب انسان ماحولیاتی بائیو فلمز کے رابطے میں آتے ہیں تو انفیکشن ہونے کا امکان ہوتا ہے۔ اس طرح، بائیو فلم کے اندر اینٹی بائیوٹک کا دخول اور توسیع ایک ایسی چیز ہے جس کے بارے میں ہم لیب میں تیار کردہ بائیو فلموں میں مشکلات کی وجہ سے کچھ نہیں جانتے لیکن یہ مستقبل کی تحقیق کے لیے قابل قدر ہے۔ تھری ڈی پرنٹنگ بائیو فلمز اس پر لیب پیمانے پر قابل تبدیلی تحقیق کی اجازت دے سکتی ہیں۔ یہ دونوں شعبے اور اس سے زیادہ جن میں بائیو فلمز کی پرنٹنگ شامل ہے، بڑی مقدار میں درکار علم اور پیچیدہ ٹیکنالوجی کی وجہ سے مزید تحقیق کی ضرورت ہے۔ تھری ڈی پرنٹنگ § بائیو پرنٹنگ بائیوفابریکیشن کلچرڈ میٹ ایتھکس آف بائیو پرنٹنگ ریجینریٹو میڈیسن بائیوئنکس حوالہ جات مزید پڑھنا بائیو پرنٹنگ بائیو میٹریل ٹشو انجینئرنگ مصنوعی حیاتیات خود نقل