नए की तरह अच्छा

घिसे-पिटे लिगामेंट्स के लिए बायोप्रिंटिंग रिप्लेसमेंट

हम में से अधिकांश की तरह, आप शायद समय-समय पर व्यंजनों या बोर्डिंग पास का प्रिंट आउट लेते हैं, लेकिन क्या आपने कभी अपने शरीर में घिसे-पिटे या घायल स्नायुबंधन के प्रतिस्थापन को प्रिंट करने के बारे में सोचा है?

ऑफ-द-शेल्फ घटकों से $3 से कम के लिए इकट्ठे किए गए हाथ से निर्मित 10,000D बायोप्रिंटर का उपयोग करना, न्यू मैक्सिको विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक क्रिस्टीना सालास, पीएचडी, ऑर्डर-टू-ऑर्डर लिगामेंट बनाने के लिए एक विधि विकसित करने में कठिन है जो उतना ही अच्छा है जितना कि नया।

स्नायुबंधन फाइबर के सख्त, खिंचाव वाले बैंड होते हैं जो हड्डियों को एक दूसरे से जोड़ते हैं और जोड़ों को स्थिर करते हैं। लेकिन वे लड़खड़ा सकते हैं और फाड़ सकते हैं - और उन्हें ठीक करना बेहद मुश्किल है।

यूएनएम के ऑर्थोपेडिक्स एंड रिहैबिलिटेशन विभाग और इंजीनियरिंग स्कूल में सहायक प्रोफेसर सालास कहते हैं, "अभी हम खोजी चरण में हैं।" उसे हाल ही में राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान से दो साल का $१५०,००० का अनुदान पुरस्कार मिला है जो उसे अपने शोध पर अधिक समय बिताने में सक्षम करेगा।

UNM स्वास्थ्य विज्ञान केंद्र के कार्यकारी कुलपति, रिचर्ड एस लार्सन, एमडी, पीएचडी कहते हैं, यह पुरस्कार UNM के क्लिनिकल एंड ट्रांसलेशनल साइंस अवार्ड के पूरक के रूप में आया है।

"डॉ सालास आर्थोपेडिक्स में लगातार समस्या को सहन करने के लिए कई डोमेन से विशेषज्ञता लाते हैं," लार्सन कहते हैं। "उनके काम में लिगामेंट की चोटों से पीड़ित कई रोगियों के जीवन की गुणवत्ता में सुधार करने की वास्तविक क्षमता है।"

लिगामेंट आंसू आमतौर पर खेल की चोटों के साथ-साथ दुर्घटनाओं या उम्र के साथ आने वाले टूट-फूट के कारण होते हैं। स्नायुबंधन ठीक हो सकते हैं - धीरे-धीरे - लेकिन कई मामलों में, शल्य चिकित्सा की मरम्मत की आवश्यकता होती है।

जब सर्जन एक फटे लिगामेंट की "मरम्मत" करते हैं, तो वे वास्तव में जो कर रहे हैं वह शरीर में कहीं और से कण्डरा की लंबाई की कटाई कर रहा है, सालास कहते हैं। वे आस-पास की हड्डियों के माध्यम से छेद ड्रिल करते हैं, फिर कण्डरा के सिरों को थ्रेड करते हैं और उन्हें सुरक्षित करते हैं।

प्रत्यारोपित कण्डरा फटे लिगामेंट के प्रतिस्थापन के रूप में कार्य करने के लिए है। लेकिन टेंडन यांत्रिक रूप से अस्थिबंधन के बराबर नहीं होते हैं: वे फैलते हैं, और इससे संयुक्त में बहुत अधिक अस्थिरता हो सकती है, वह कहती हैं।

दूसरों ने सीमित सफलता के साथ कृत्रिम स्नायुबंधन विकसित करने की कोशिश की है, सालास कहते हैं। एक बड़ी बाधा यह पता लगाना है कि अस्थिबंधन को हड्डी से सुरक्षित रूप से कैसे जोड़ा जाए।

सालास सोचता है कि उसके पास समाधान हो सकता है। "हम जिस पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं वह संयुक्त उत्थान के लिए एक मचान विकसित कर रहा है," उसने कहा।

उसके पास एक तकनीक पर कई पेटेंट लंबित हैं जिसमें एक 3-डी बायो-प्रिंटर एक उपकरण के साथ वैकल्पिक होता है जिसे निकट-क्षेत्र इलेक्ट्रोस्पिनर कहा जाता है जो लंबे, अल्ट्राफाइन फाइबर बना सकता है जो स्नायुबंधन में कोलेजन फाइबर का अनुकरण करता है।

दो उपकरण, एक ही मंच में, बायोडिग्रेडेबल सामग्रियों का एक "मचान" बनाते हैं जो आसन्न हड्डियों और उनसे जुड़ने वाले बंधन की एक आदर्श प्रतिकृति है। 3-डी प्रिंटर द्वारा जमा की गई हड्डी की वैकल्पिक परतों के बीच सैंडविच के साथ, एक स्थिर जोड़ के लिए एक तंग कनेक्शन बनाया जाता है।

फिर मचान को स्टेम कोशिकाओं के साथ "बीज" किया जाता है जो मूल जोड़ की अनूठी इंटरवॉवन लिगामेंट-एंड-हड्डी संरचना को दोहराएगा और विकसित करेगा। एक सर्जन के लिए मौजूदा हड्डियों के सिरों पर नए जोड़ को ग्राफ्ट करना एक साधारण मामला होगा।

सालास को उम्मीद है कि नया एनआईएच अनुदान व्यावसायीकरण के लिए उपयुक्त कार्यात्मक प्रोटोटाइप के विकास की अनुमति देगा। यदि सब कुछ योजना के अनुसार काम करता है, तो एक समय ऐसा भी आ सकता है जब एक संयुक्त चोट वाला रोगी 3-डी स्कैन के लिए आएगा जिसे तेजी से प्रिंट-टू-ऑर्डर कस्टम प्रतिस्थापन भाग में अनुवादित किया जाएगा - और यह अच्छी खबर होगी सभी के लिए।