অতিস্বনক 3D প্রিন্টার একদিন অস্ত্রোপচার ছাড়াই শরীরের অঙ্গ মেরামত করতে পারে

ফার্ম-তাজা মুরগির পায়ের একটি মোটা টুকরো হার্ভার্ড মেডিকেল স্কুলের একটি আদিম পৃষ্ঠে বিশ্রাম নিয়েছে। চামড়ার উপর এবং হাড়ের মধ্যে, এটি সবেমাত্র হাড় ফাটল করার জন্য অবিকলভাবে কাটা হয়েছিল।

একটি রোবট বাহু উল্টে গেল, ভাঙ্গনটি স্ক্যান করে এবং সাবধানতার সাথে উপাদানগুলির একটি তরল ককটেল ফাটলে ইনজেকশন দেয়, যার মধ্যে কিছু সামুদ্রিক শৈবাল থেকে বিচ্ছিন্ন ছিল। আল্ট্রাসাউন্ডের বেশ কয়েকটি ডাল দিয়ে, তরলটি হাড়ের মতো উপাদানে শক্ত হয়ে যায় এবং ফ্র্যাকচারটি বন্ধ করে দেয়।

এটি একটি avant-garde ডিনার শো ছিল না. বরং, এটি একটি উদ্ভাবনী পরীক্ষা ছিল যে আল্ট্রাসাউন্ড একদিন আমাদের শরীরের ভিতরে সরাসরি 3D প্রিন্ট ইমপ্লান্টে ব্যবহার করা যেতে পারে কিনা।

ব্রিগহাম এবং মহিলা হাসপাতাল এবং হার্ভার্ড মেডিকেল স্কুলে ডাঃ ইউ শ্রীক ঝাং এর নেতৃত্বে, এ সাম্প্রতিক গবেষণা ক্ষতিগ্রস্ত টিস্যু মেরামত করার জন্য আল্ট্রাসাউন্ড এবং 3D প্রিন্টিংয়ের অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করে। প্রযুক্তির কেন্দ্রবিন্দুতে রয়েছে রাসায়নিক পদার্থের মিশ্রণ যা সোনিক তরঙ্গের প্রতিক্রিয়ায় জেল তৈরি করে—একটি বানান যাকে "সোনো-কালি" বলা হয়।

একটি পরীক্ষায়, টিম 3D বিচ্ছিন্ন শুয়োরের মাংসের পেটের একটি মোটা টুকরোতে একটি কার্টুনিশ হাড়ের আকৃতি প্রিন্ট করেছে, আল্ট্রাসাউন্ড সহজেই চর্বিযুক্ত ত্বক এবং টিস্যুর স্তর ভেদ করে। প্রযুক্তিটি বিচ্ছিন্ন শুয়োরের মাংসের লিভারের ভিতরে মৌচাকের মতো গঠন এবং কিডনিতে হার্টের আকার তৈরি করেছে।

এটা আপত্তিকর শোনাতে পারে, কিন্তু উদ্দেশ্য জীবন্ত টিস্যুর ভিতরে 3D প্রিন্ট ইমোজি করা নয়। বরং, আক্রমণাত্মক অস্ত্রোপচারের বিকল্প হিসেবে ডাক্তাররা একদিন আল্ট্রাসাউন্ড এবং সোনো-কালি ব্যবহার করে শরীরের ভিতরে ক্ষতিগ্রস্ত অঙ্গগুলি সরাসরি মেরামত করতে পারেন।

ধারণার প্রমাণ হিসাবে, দলটি একটি বিচ্ছিন্ন ছাগলের হৃদয়ের একটি ভাঙা অঞ্চল মেরামত করতে সোনো-কালি ব্যবহার করেছিল। আল্ট্রাসাউন্ডের কয়েকটি বিস্ফোরণের পরে, ফলস্বরূপ প্যাচটি আশেপাশের হৃৎপিণ্ডের টিস্যুর সাথে নির্বিঘ্নে জেলিত এবং মেশ করা হয়েছিল, যা মূলত একটি জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ, প্রসারিত ব্যান্ডেজ হয়ে উঠেছে।

আরেকটি পরীক্ষায় কেমোথেরাপির ওষুধ দিয়ে সোনো-কালি লোড করা হয় এবং ক্ষতিগ্রস্থ লিভারে কনকশন ইনজেকশন দেওয়া হয়। কয়েক মিনিটের মধ্যে, কালি আহত স্থানে ওষুধটি ছেড়ে দেয়, যখন আশেপাশের বেশিরভাগ সুস্থ কোষকে বাঁচিয়ে দেয়।

প্রযুক্তিটি খোলা অস্ত্রোপচারকে কম আক্রমণাত্মক চিকিত্সায় রূপান্তর করার একটি উপায় সরবরাহ করে, লিখেছেন ড. ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির ইউক্সিং ইয়াও এবং মিখাইল শাপিরো, যারা গবেষণায় জড়িত ছিলেন না। এটি বডি-মেশিন ইন্টারফেসগুলি মুদ্রণ করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে যা আল্ট্রাসাউন্ডে সাড়া দেয়, হার্টের আঘাতের জন্য নমনীয় ইলেকট্রনিক্স তৈরি করে, বা পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া সীমিত করার জন্য অস্ত্রোপচারের পরে সরাসরি উৎসে ক্যান্সারবিরোধী ওষুধগুলি দক্ষতার সাথে সরবরাহ করে।

"আমরা এখনও ক্লিনিকে এই সরঞ্জামটি আনা থেকে অনেক দূরে আছি, তবে এই পরীক্ষাগুলি এই প্রযুক্তির সম্ভাবনাকে পুনরায় নিশ্চিত করেছে," বলেছেন ঝাং। "এখান থেকে এটি কোথায় যেতে পারে তা দেখতে আমরা খুব উত্তেজিত।"

আলো থেকে শব্দ পর্যন্ত

এর বহুমুখীতার জন্য ধন্যবাদ, 3D প্রিন্টিং জৈব প্রকৌশলীদের কল্পনাকে ধারণ করেছে কৃত্রিম জৈবিক অংশ নির্মাণ-উদাহরণ স্বরূপ, stents প্রাণঘাতী হৃদরোগের জন্য।

প্রক্রিয়াটি সাধারণত পুনরাবৃত্তিমূলক হয়। একটি ইঙ্কজেট 3D প্রিন্টার - একটি অফিস প্রিন্টারের অনুরূপ - একটি পাতলা স্তর স্প্রে করে এবং এটিকে আলো দিয়ে "নিরাময়" করে৷ এটি তরল কালিকে শক্ত করে এবং তারপরে স্তরে স্তরে, প্রিন্টারটি একটি সম্পূর্ণ কাঠামো তৈরি করে। তবুও আলো শুধুমাত্র অনেক পদার্থের পৃষ্ঠকে আলোকিত করতে পারে, যার ফলে একটি বিস্ফোরণের মাধ্যমে সম্পূর্ণ মুদ্রিত 3D কাঠামো তৈরি করা অসম্ভব হয়ে পড়ে।

নতুন গবেষণাটি ভলিউম্যাট্রিক প্রিন্টিং-এ পরিণত হয়েছে, যেখানে একটি প্রিন্টার আলোকে তরল রজনে আলোকিত করে, বস্তুর কাঠামোতে রজনকে শক্ত করে-এবং voilà, বস্তুটি সম্পূর্ণরূপে নির্মিত হয়।

প্রক্রিয়াটি অনেক দ্রুত এবং প্রথাগত 3D প্রিন্টিংয়ের তুলনায় মসৃণ পৃষ্ঠের সাথে বস্তু তৈরি করে। কিন্তু কালি এবং আশেপাশের উপাদানগুলির মধ্য দিয়ে কতদূর আলো জ্বলতে পারে তার দ্বারা সীমিত - উদাহরণস্বরূপ, ত্বক, পেশী এবং অন্যান্য টিস্যু৷

এখানে আল্ট্রাসাউন্ড আসে। মাতৃত্বের যত্নের জন্য সবচেয়ে বেশি পরিচিত, নিম্ন স্তরের আল্ট্রাসাউন্ড সহজেই অস্বচ্ছ স্তরে প্রবেশ করে—যেমন ত্বক বা পেশী—কোন ক্ষতি ছাড়াই। ফোকাসড আল্ট্রাসাউন্ড বলা হয়, গবেষকরা মস্তিষ্ক এবং অন্যান্য টিস্যু নিরীক্ষণ এবং উদ্দীপিত করার প্রযুক্তি অন্বেষণ করছেন।

এটার অপূর্ণতা আছে। আমাদের শরীরে প্রচুর পরিমাণে থাকা তরল পদার্থের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় শব্দ তরঙ্গ ঝাপসা হয়ে যায়। 3D প্রিন্ট স্ট্রাকচারে অভ্যস্ত, শব্দ তরঙ্গগুলি মূল নকশার একটি ঘৃণ্যতা তৈরি করতে পারে। একটি অ্যাকোস্টিক 3D প্রিন্টার তৈরি করার জন্য, প্রথম ধাপটি ছিল কালিটিকে পুনরায় ডিজাইন করা।

একটি শব্দ রেসিপি

দলটি প্রথম কালি ডিজাইনের সাথে পরীক্ষা করে যা আল্ট্রাসাউন্ড দিয়ে নিরাময় করে। তারা যে রেসিপিটি নিয়ে এসেছে তা হল অণুর স্যুপ। উত্তপ্ত হলে কিছু শক্ত হয়ে যায়; অন্যরা শব্দ তরঙ্গ শোষণ করে।

আল্ট্রাসাউন্ড স্পন্দনের কয়েক মিনিটের মধ্যে সোনো-কালি জেলে রূপান্তরিত হয়।

প্রক্রিয়াটি স্ব-চালিত, ব্যাখ্যা করেছেন ইয়াও এবং শাপিরো। আল্ট্রাসাউন্ড একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া শুরু করে যা তাপ উৎপন্ন করে যা জেলে শোষিত হয় এবং চক্রকে ত্বরান্বিত করে। যেহেতু আল্ট্রাসাউন্ড উৎস একটি রোবোটিক বাহু দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, তাই শব্দ তরঙ্গগুলিকে এক মিলিমিটার রেজোলিউশনে ফোকাস করা সম্ভব - আপনার গড় ক্রেডিট কার্ডের চেয়ে একটু বেশি।

দলটি একাধিক সোনো-কালি রেসিপি এবং 3D মুদ্রিত সাধারণ কাঠামো পরীক্ষা করেছে, যেমন একটি বহু রঙের থ্রি-পিস গিয়ার এবং গ্লো-ইন-দ্য-ডার্ক স্ট্রাকচার যা রক্তনালীগুলির মতো। এটি দলটিকে সিস্টেমের সীমা অনুসন্ধান করতে এবং সম্ভাব্য ব্যবহারগুলি অন্বেষণ করতে সহায়তা করেছিল: একটি ফ্লুরোসেন্ট 3D-প্রিন্টেড ইমপ্লান্ট, উদাহরণস্বরূপ, শরীরের ভিতরে ট্র্যাক করা সহজ হতে পারে।

সাউন্ড সাকসেস

দলটি পরবর্তীতে বিচ্ছিন্ন অঙ্গগুলিতে পরিণত হয়েছিল।

একটি পরীক্ষায়, তারা ক্ষতিগ্রস্থ ছাগলের হার্টে সোনো-কালি ইনজেকশন দেয়। মানুষের মধ্যে একটি অনুরূপ অবস্থা মারাত্মক রক্ত ​​​​জমাট বাঁধা এবং হার্ট অ্যাটাক হতে পারে। সাধারণ চিকিৎসা হল ওপেন-হার্ট সার্জারি।

এখানে, দলটি রক্তনালীর মাধ্যমে সরাসরি ছাগলের হৃৎপিণ্ডে সোনো-কালি প্রবেশ করায়। সুনির্দিষ্টভাবে ফোকাসড আল্ট্রাসাউন্ড স্পন্দনের সাহায্যে ক্ষতিগ্রস্থ অঞ্চলকে রক্ষা করার জন্য কালি তৈরি করা হয়-প্রতিবেশী অংশগুলিকে ক্ষতি না করেই-এবং হৃৎপিণ্ডের নিজস্ব টিস্যুর সাথে সংযুক্ত।

অন্য একটি পরীক্ষায়, তারা একটি মুরগির পায়ের হাড়ের ফ্র্যাকচারে কালি ইনজেকশন দিয়েছিল এবং "নেটিভ অংশগুলির সাথে বিজোড় বন্ধন সহ" হাড়টিকে পুনর্গঠন করেছিল, লেখক লিখেছেন।

তৃতীয় একটি পরীক্ষায়, তারা ডক্সোরুবিসিন, একটি কেমোথেরাপির ওষুধ যা প্রায়শই স্তন ক্যান্সারে ব্যবহৃত হয়, সোনো-কালিতে মিশিয়ে শুয়োরের মাংসের লিভারের ক্ষতিগ্রস্থ অংশে ইনজেকশন দেয়। আল্ট্রাসাউন্ডের বিস্ফোরণের সাথে, কালি ক্ষতিগ্রস্ত অঞ্চলে বসতি স্থাপন করে এবং পরের সপ্তাহে ধীরে ধীরে যকৃতে ওষুধটি ছেড়ে দেয়। দলটি মনে করে যে এই পদ্ধতিটি টিউমারের অস্ত্রোপচার অপসারণের পরে ক্যান্সারের চিকিত্সার উন্নতি করতে সাহায্য করতে পারে, তারা ব্যাখ্যা করেছে।

সিস্টেম শুধু একটি শুরু. সোনো-কালি এখনও জীবিত দেহের ভিতরে পরীক্ষা করা হয়নি এবং এটি বিষাক্ত প্রভাব সৃষ্টি করতে পারে। এবং যখন আল্ট্রাসাউন্ড সাধারণত নিরাপদ, উদ্দীপনা শব্দ-তরঙ্গের চাপ এবং তাপ টিস্যুগুলিকে খুব টোস্টি 158 ডিগ্রি ফারেনহাইট পর্যন্ত বাড়িয়ে দিতে পারে। ইয়াও এবং শাপিরোর কাছে, এই চ্যালেঞ্জগুলি প্রযুক্তিকে গাইড করতে পারে।

নরম 3D সামগ্রী দ্রুত মুদ্রণ করার ক্ষমতা নতুন বডি-মেশিন ইন্টারফেসের দরজা খুলে দেয়। এমবেডেড ইলেকট্রনিক্স সহ অঙ্গ প্যাচগুলি দীর্ঘস্থায়ী হৃদরোগে আক্রান্ত ব্যক্তিদের দীর্ঘমেয়াদী যত্ন সমর্থন করতে পারে। আল্ট্রাসাউন্ড আক্রমণাত্মক অস্ত্রোপচার ছাড়াই শরীরের গভীর অংশে টিস্যু পুনর্জন্মকে উত্সাহিত করতে পারে।

বায়োমেডিকেল অ্যাপ্লিকেশন একপাশে, sono-কালি এমনকি আমাদের মধ্যে একটি স্প্ল্যাশ করতে পারে দৈনন্দিন বিশ্ব. উদাহরণস্বরূপ, 3D-প্রিন্টেড জুতা ইতিমধ্যে বাজারে প্রবেশ করেছে। এটা সম্ভব "ভবিষ্যতের চলমান জুতো একই শাব্দিক পদ্ধতিতে মুদ্রিত হতে পারে যা হাড় মেরামত করে," লিখেছেন ইয়াও এবং শাপিরো।

ইমেজ ক্রেডিট: অ্যালেক্স সানচেজ, ডিউক ইউনিভার্সিটি; জুনজি ইয়াও, ডিউক ইউনিভার্সিটি; ওয়াই শ্রীক ঝাং, হার্ভার্ড মেডিকেল স্কুল

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://singularityhub.com/2023/12/11/ultrasonic-3d-printer-could-one-day-help-repair-organs-in-the-body-without-surgery/