त्रि-आयामी (3डी) प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करने वाली एक नई स्मार्ट जेल-आधारित शीट, जो सर्जरी के दौरान एक तंत्रिका नाली बनाने के लिए एक ट्यूब में स्वयं-रोल कर सकती है, सर्जरी की जटिलता को कम करने और तंत्रिका चोटों के तेजी से उपचार में सहायता कर सकती है।
परिधीय तंत्रिका चोटों के उपचार के लिए सोने का मानक अभी भी ऑटोग्राफ़्ट है। विकल्प के रूप में क्लिनिकल उपयोग के लिए बायोरेसोरेबल पॉलीमर-आधारित कंडिट्स की खोज की जा रही है। लेकिन ये उपचार रणनीतियाँ कई सीमाओं से ग्रस्त हैं, जैसे कि ऑटोग्राफ़्ट के मामले में दाता साइट रुग्णता और टांके की आवश्यकता जो अत्यधिक कुशल माइक्रोसर्जरी की मांग करती है, और टांके से उत्पन्न अतिरिक्त जटिलताएँ।
इन नैदानिक कमियों ने बेंगलुरु में भारतीय विज्ञान संस्थान (आईआईएससी) के शोधकर्ताओं को त्रि-आयामी (3डी) प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके एक स्मार्ट जेल-आधारित शीट डिजाइन करने के लिए प्रेरित किया, जो तंत्रिका नाली बनाने के लिए सर्जरी के दौरान एक ट्यूब में स्वयं-रोल कर सकती है। 3डी प्रिंटिंग में, डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके भाग का एक आभासी मॉडल बनाया जाता है, और फिर सामग्री के परत-दर-परत जमाव द्वारा 3डी प्रिंटर का उपयोग करके भाग को गढ़ा जाता है। निर्माण के बाद सक्रियण पर मांग पर 3डी मुद्रित भागों को आकार परिवर्तन से गुजरना पड़ सकता है। ऐसी तकनीकों को अब व्यापक रूप से चार-आयामी (4डी) प्रिंटिंग के रूप में जाना जाता है, जहां समय अतिरिक्त आयाम है।
हाल के एक अध्ययन में, प्रोफेसर कौशिक चटर्जी के नेतृत्व में आईआईएससी की टीम ने दो जैल से पूर्व-निर्धारित पैटर्न में 3डी प्रिंटिंग द्वारा एक द्विस्तरीय जेल शीट तैयार की। जेल योगों को अलग तरह से प्रफुल्लित करने के लिए चुना गया था। जब सूखे जेल शीट को पानी में डुबोया गया, तो यह तेजी से फूल गया और एक ट्यूब में मुड़ गया। तह व्यवहार और जेल के अंतिम आकार को वांछित आयामों के ट्यूब उत्पन्न करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है, जिसे कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग द्वारा भविष्यवाणी की जा सकती है। शरीर की कोशिकाओं को जेल शीट का पालन करने में सक्षम बनाने के लिए जेल शीट्स को पतले नैनोमीटर-स्केल फाइबर के साथ लेपित किया गया था।
आईआईएससी की टीम ने रुड़की में भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान और महर्षि मारकंडेश्वर विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के साथ मिलकर काम किया ताकि चूहों के साइटिक तंत्रिका में 2 मिमी के अंतर की मरम्मत और पुन: उत्पन्न करने के लिए 4डी प्रिंटेड नलिकाओं का परीक्षण किया जा सके। शेप-मॉर्फिंग शीट्स को तंत्रिका के दोष क्षेत्र के नीचे रखा गया था और बिना टांके के तंत्रिका के चारों ओर एक नाली बनाने के लिए दोष स्थल को लपेटने के लिए प्रेरित किया गया था। प्रत्यारोपित नाली के माध्यम से तंत्रिका छोर बढ़ सकते हैं। चूहों में 4डी प्रिंटेड तंत्रिका नलिकाओं का उपयोग किए जाने पर 45 दिनों तक मापे गए तंत्रिका पुनर्जनन में उल्लेखनीय सुधार हुआ। अक्षत जोशी, सास्वत चौधरी, वगेश सिंह बघेल, सौविक घोष, सुमीत गुप्ता, देब्रुपा लाहिड़ी, जीके अनंतसुरेश, कौशिक चटर्जी की टीम ने में प्रकाशित एक पेपर में अपने निष्कर्षों की सूचना दी।उन्नत हेल्थकेयर सामग्री । इस कार्य को विज्ञान और इंजीनियरिंग अनुसंधान बोर्ड (एसईआरबी), विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग के एक सांविधिक निकाय द्वारा 3डी बायोप्रिंटिंग पर उच्च प्राथमिकता वाले क्षेत्रों (आईआरएचपीए) में अनुसंधान की गहनता के तहत विशेष कॉल द्वारा समर्थित किया गया था।
क्लीनिक में अभी तक ऐसे 4डी प्रिंटेड पार्ट्स का इस्तेमाल नहीं किया गया है। लेकिन ऐसी उभरती प्रौद्योगिकियां चिकित्सा उपकरणों की एक नई पीढ़ी के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकती हैं जो सर्जन आने वाले वर्षों में नसों और कई अन्य ऊतकों को ठीक करने के लिए सर्जरी के दौरान तैनात कर सकते हैं। वे सर्जरी की कम जटिलता, न्यूनतम इनवेसिव प्रक्रियाओं द्वारा तैनाती और तेजी से उपचार जैसे लाभ प्रदान कर सकते हैं।