3D-પ્રિન્ટેડ બોન ઇમ્પ્લાન્ટ્સ: મેટાલિક હાડકાં જે શરીરમાં એકીકૃત થાય છે

• લેખક:
• લેખક નામ

  ક્વોન્ટમરુન અગમચેતી
• જૂન 28, 2023

આંતરદૃષ્ટિ હાઇલાઇટ્સ

3D પ્રિન્ટિંગ, અથવા એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ, તબીબી ક્ષેત્રે નોંધપાત્ર પ્રગતિ કરી રહ્યું છે, ખાસ કરીને અસ્થિ પ્રત્યારોપણ સાથે. પ્રારંભિક સફળતાઓમાં 3D-પ્રિન્ટેડ ટાઇટેનિયમ જડબાના ઇમ્પ્લાન્ટ અને ઑસ્ટિઓનેક્રોસિસના દર્દીઓ માટે 3D-પ્રિન્ટેડ ઇમ્પ્લાન્ટનો સમાવેશ થાય છે, જે અસરકારક રીતે અંગવિચ્છેદનનો વિકલ્પ આપે છે. તબીબી વ્યાવસાયિકો 3D-પ્રિન્ટેડ હાડકાંના ભાવિ વિશે આશાવાદી છે, જે આનુવંશિક ખોડખાંપણને સુધારી શકે છે, અંગોને ઇજા અથવા રોગથી બચાવી શકે છે અને 3D-પ્રિન્ટેડ "હાયપરલેસ્ટિક" હાડકાંની મદદથી નવા, કુદરતી હાડકાના પેશીઓના વિકાસને ટેકો આપી શકે છે.

3D-પ્રિન્ટેડ અસ્થિ પ્રત્યારોપણ સંદર્ભ

ત્રિ-પરિમાણીય પ્રિન્ટીંગ લેયરીંગ પદ્ધતિ દ્વારા વસ્તુઓ બનાવવા માટે સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરે છે. આ પ્રકારના પ્રિન્ટિંગ સોફ્ટવેરને કેટલીકવાર એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને તેમાં પ્લાસ્ટિક, કમ્પોઝિટ અથવા બાયોમેડિકલ જેવી વિવિધ સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે. 

હાડકાં અને હાડકાંના સ્કેફોલ્ડ્સના 3D પ્રિન્ટિંગ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા કેટલાક ઘટકો છે, જેમ કે:

• ધાતુની સામગ્રી (જેમ કે ટાઇટેનિયમ એલોય અને મેગ્નેશિયમ એલોય), 
• અકાર્બનિક બિન-ધાતુ સામગ્રી (જેમ કે જૈવિક કાચ), 
• જૈવિક સિરામિક અને જૈવિક સિમેન્ટ, અને 
• ઉચ્ચ-પરમાણુ સામગ્રી (જેમ કે પોલીકેપ્રોલેક્ટોન અને પોલિલેક્ટીક એસિડ).

3D-પ્રિન્ટેડ બોન ઇમ્પ્લાન્ટ્સમાં સૌથી પહેલી સફળતા 2012 માં હતી જ્યારે નેધરલેન્ડ સ્થિત મેડિકલ ડિઝાઇન કંપની Xilloc મેડિકલે મોઢાના કેન્સરના દર્દીના જડબાને બદલવા માટે ટાઇટેનિયમ ઇમ્પ્લાન્ટ પ્રિન્ટ કર્યું હતું. ટીમે ડિજીટલ જડબાના હાડકાને બદલવા માટે જટિલ અલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કર્યો જેથી રક્તવાહિનીઓ, ચેતા અને સ્નાયુઓ એકવાર છાપ્યા પછી ટાઇટેનિયમ ઇમ્પ્લાન્ટ સાથે જોડી શકે.

વિક્ષેપકારક અસર

પગની ઘૂંટીમાં તાલુસનું ઓસ્ટિઓનક્રોસિસ, અથવા અસ્થિ મૃત્યુ, જીવનભર પીડા અને મર્યાદિત હલનચલન તરફ દોરી શકે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, દર્દીઓને અંગવિચ્છેદનની જરૂર પડી શકે છે. જો કે, ઓસ્ટીયોનેક્રોસિસ ધરાવતા કેટલાક દર્દીઓ માટે, અંગવિચ્છેદનના વિકલ્પ તરીકે 3D-પ્રિન્ટેડ ઇમ્પ્લાન્ટનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. 2020 માં, ટેક્સાસ સ્થિત UT સાઉથવેસ્ટર્ન મેડિકલ સેન્ટરે મેટલ વર્ઝન સાથે પગની ઘૂંટીના હાડકાંને બદલવા માટે 3D પ્રિન્ટરનો ઉપયોગ કર્યો. 3D-પ્રિન્ટેડ હાડકું બનાવવા માટે, ડોકટરોને સંદર્ભ માટે સારા પગ પર તાલુસના સીટી સ્કેનની જરૂર હતી. તે છબીઓ સાથે, તેઓએ ટ્રાયલ ઉપયોગ માટે વિવિધ કદમાં ત્રણ પ્લાસ્ટિક પ્રત્યારોપણ કરવા માટે તૃતીય પક્ષ સાથે કામ કર્યું. ડોકટરો શસ્ત્રક્રિયા પહેલા અંતિમ ઇમ્પ્લાન્ટ છાપતા પહેલા શ્રેષ્ઠ ફિટ પસંદ કરે છે. વપરાયેલી ધાતુ ટાઇટેનિયમ હતી; અને એકવાર મૃત તાલસ દૂર કરવામાં આવ્યા પછી, નવી જગ્યાએ મૂકવામાં આવ્યું હતું. 3D પ્રતિકૃતિ પગની ઘૂંટી અને સબટાલર સાંધામાં હલનચલન માટે પરવાનગી આપે છે, જેનાથી પગને ઉપર અને નીચે અને બાજુથી બાજુ ખસેડવાનું શક્ય બને છે.

3D-પ્રિન્ટેડ હાડકાંના ભવિષ્ય વિશે ડૉક્ટરો આશાવાદી છે. આ ટેક્નૉલૉજી આનુવંશિક ખોડખાંપણને સુધારવા અથવા ઇજા અથવા રોગ દ્વારા નુકસાન પામેલા અંગોને બચાવવા માટેના દરવાજા ખોલે છે. સમાન પ્રક્રિયાઓ શરીરના અન્ય ભાગો માટે અજમાયશ કરવામાં આવી રહી છે, જેમાં કેન્સરથી અંગો અને અવયવો ગુમાવનારા દર્દીઓનો સમાવેશ થાય છે. નક્કર હાડકાંને 3D પ્રિન્ટ કરવામાં સક્ષમ હોવા ઉપરાંત, સંશોધકોએ 3 માં 2022D-પ્રિન્ટેડ "હાયપરલેસ્ટિક" હાડકાનો વિકાસ પણ કર્યો. આ કૃત્રિમ અસ્થિ પ્રત્યારોપણ સ્કેફોલ્ડ અથવા જાળી જેવું લાગે છે અને નવા, કુદરતી હાડકાના પેશીઓના વિકાસ અને પુનર્જીવનને ટેકો આપવા માટે રચાયેલ છે.

3D-પ્રિન્ટેડ અસ્થિ પ્રત્યારોપણની અસરો

3D-પ્રિન્ટેડ અસ્થિ પ્રત્યારોપણની વ્યાપક અસરોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થઈ શકે છે: 

• વીમા કંપનીઓ 3D પ્રત્યારોપણ સંબંધિત કવરેજ પોલિસી બનાવે છે. આ વલણ વપરાતી વિવિધ 3D પ્રિન્ટેડ સામગ્રીના આધારે વિવિધ પુનઃપ્રાપ્તિ તરફ દોરી શકે છે. 
• તબીબી 3D પ્રિન્ટીંગ ટેક્નોલોજીનો વિકાસ અને વધુ વ્યાપારીકરણ થતાં ઈમ્પ્લાન્ટ વધુ ખર્ચ-અસરકારક બની રહ્યા છે. આ ખર્ચમાં ઘટાડાથી ગરીબો અને વિકાસશીલ દેશોમાં જ્યાં ખર્ચ-અસરકારક પ્રક્રિયાઓની સૌથી વધુ જરૂર છે ત્યાં આરોગ્ય સંભાળમાં સુધારો થશે.
• તબીબી વિદ્યાર્થીઓ પરીક્ષણ અને સર્જરી પ્રેક્ટિસ માટે હાડકાના પ્રોટોટાઇપ બનાવવા માટે 3D પ્રિન્ટરનો ઉપયોગ કરે છે.
• હેલ્થકેર ઉદ્યોગમાં વધતી જતી માંગને પહોંચી વળવા બાયોમેડિકલ 3D પ્રિન્ટર્સમાં વધુ મેડિકલ ડિવાઇસ કંપનીઓ રોકાણ કરી રહી છે.
• વધુ વૈજ્ઞાનિકો ખાસ કરીને અંગ અને હાડકાં બદલવા માટે 3D પ્રિન્ટર ડિઝાઇન કરવા ટેક કંપનીઓ સાથે ભાગીદારી કરી રહ્યા છે.
• અસ્થિ મૃત્યુ અથવા ખામીવાળા દર્દીઓ 3D પ્રિન્ટ મેળવે છે જે હલનચલન પુનઃસ્થાપિત કરી શકે છે.

ટિપ્પણી કરવા માટેના પ્રશ્નો

• તમે બીજું કઈ રીતે વિચારો છો કે 3D પ્રિન્ટીંગ ટેક્નોલોજી તબીબી ક્ષેત્રને સમર્થન આપી શકે છે?
• 3D-પ્રિન્ટેડ પ્રત્યારોપણ કરવાના સંભવિત પડકારો શું હોઈ શકે?