3डी-मुद्रित हड्डी प्रत्यारोपण: धातु की हड्डियां जो शरीर में एकीकृत होती हैं

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  क्वांटमरन दूरदर्शिता
• 28 जून 2023

अंतर्दृष्टि पर प्रकाश डाला

3डी प्रिंटिंग, या एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग, विशेष रूप से हड्डी प्रत्यारोपण के साथ चिकित्सा क्षेत्र में महत्वपूर्ण प्रगति कर रहा है। प्रारंभिक सफलताओं में ओस्टियोनेक्रोसिस रोगियों के लिए 3डी-मुद्रित टाइटेनियम जौबोन इम्प्लांट और 3डी-मुद्रित प्रत्यारोपण शामिल हैं, जो प्रभावी रूप से विच्छेदन का विकल्प प्रदान करते हैं। चिकित्सा पेशेवर 3डी-मुद्रित हड्डियों के भविष्य के बारे में आशावादी हैं, जो आनुवंशिक विकृतियों को ठीक कर सकते हैं, अंगों को आघात या बीमारी से बचा सकते हैं, और 3डी-मुद्रित "हाइपरलेस्टिक" हड्डियों की मदद से नए, प्राकृतिक हड्डी के ऊतकों के विकास का समर्थन कर सकते हैं।

3डी-मुद्रित हड्डी प्रत्यारोपण संदर्भ

त्रि-आयामी मुद्रण एक लेयरिंग विधि के माध्यम से ऑब्जेक्ट बनाने के लिए सॉफ़्टवेयर का उपयोग करता है। इस प्रकार के प्रिंटिंग सॉफ्टवेयर को कभी-कभी एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के रूप में जाना जाता है और इसमें प्लास्टिक, कंपोजिट या बायोमेडिकल जैसी विभिन्न सामग्रियां शामिल होती हैं। 

हड्डियों और हड्डी मचानों की 3डी प्रिंटिंग के लिए कुछ घटकों का उपयोग किया जाता है, जैसे:

• धातु सामग्री (जैसे टाइटेनियम मिश्र धातु और मैग्नीशियम मिश्र धातु), 
• अकार्बनिक गैर-धातु सामग्री (जैसे जैविक ग्लास), 
• जैविक सिरेमिक और जैविक सीमेंट, और 
• उच्च-आणविक सामग्री (जैसे पॉलीकैप्रोलैक्टोन और पॉलीलैक्टिक एसिड)।

3 में 2012डी-मुद्रित हड्डी प्रत्यारोपण में शुरुआती सफलताओं में से एक नीदरलैंड स्थित चिकित्सा डिजाइन कंपनी ज़िलोक मेडिकल ने मौखिक कैंसर रोगी के जबड़े को बदलने के लिए टाइटेनियम प्रत्यारोपण मुद्रित किया था। टीम ने डिजिटल जबड़े की हड्डी को बदलने के लिए जटिल एल्गोरिदम का इस्तेमाल किया ताकि रक्त वाहिकाओं, नसों और मांसपेशियों को एक बार मुद्रित टाइटेनियम इम्प्लांट से जोड़ा जा सके।

विघटनकारी प्रभाव

ऑस्टियोनेक्रोसिस, या हड्डी की मृत्यु, टखने में तालु, जीवन भर दर्द और सीमित गति का कारण बन सकता है। कुछ मामलों में, रोगियों को विच्छेदन की आवश्यकता हो सकती है। हालांकि, ऑस्टियोनेक्रोसिस वाले कुछ रोगियों के लिए, एक 3डी-मुद्रित इम्प्लांट का उपयोग विच्छेदन के विकल्प के रूप में किया जा सकता है। 2020 में, टेक्सास स्थित यूटी साउथवेस्टर्न मेडिकल सेंटर ने धातु संस्करण के साथ टखने की हड्डियों को बदलने के लिए एक 3डी प्रिंटर का इस्तेमाल किया। 3डी-मुद्रित हड्डी बनाने के लिए, डॉक्टरों को संदर्भ के लिए अच्छे पैर के टेलस के सीटी स्कैन की आवश्यकता थी। उन छवियों के साथ, उन्होंने परीक्षण उपयोग के लिए विभिन्न आकारों में तीन प्लास्टिक प्रत्यारोपण बनाने के लिए तीसरे पक्ष के साथ काम किया। सर्जरी से पहले अंतिम इम्प्लांट को प्रिंट करने से पहले डॉक्टर सबसे उपयुक्त विकल्प चुनते हैं। प्रयुक्त धातु टाइटेनियम थी; और एक बार जब मृत ताल को हटा दिया गया, तो नया लगा दिया गया। 3डी प्रतिकृति टखने और सबटलर जोड़ों में गति की अनुमति देती है, जिससे पैर को ऊपर और नीचे और एक तरफ से दूसरी तरफ ले जाना संभव हो जाता है।

डॉक्टर 3डी प्रिंटेड हड्डियों के भविष्य को लेकर आशान्वित हैं। यह तकनीक आनुवांशिक विकृतियों को ठीक करने या उन अंगों को बचाने का द्वार खोलती है जो आघात या बीमारी से क्षतिग्रस्त हो गए हैं। शरीर के अन्य भागों के लिए इसी तरह की प्रक्रियाओं का परीक्षण किया जा रहा है, जिसमें कैंसर से अंगों और अंगों को खोने वाले रोगी भी शामिल हैं। 3डी प्रिंट ठोस हड्डियों में सक्षम होने के अलावा, शोधकर्ताओं ने 3 में एक 2022डी-मुद्रित "हाइपरलेस्टिक" हड्डी भी विकसित की। यह सिंथेटिक हड्डी प्रत्यारोपण एक मचान या जाली जैसा दिखता है और इसे नए, प्राकृतिक हड्डी के ऊतकों के विकास और पुनर्जनन का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

3डी-मुद्रित हड्डी प्रत्यारोपण के निहितार्थ

3डी-मुद्रित हड्डी प्रत्यारोपण के व्यापक प्रभाव में शामिल हो सकते हैं: 

• 3डी इम्प्लांट के संबंध में बीमा कंपनियां कवरेज नीतियां बना रही हैं। इस प्रवृत्ति से उपयोग की जाने वाली विभिन्न 3डी मुद्रित सामग्री के आधार पर अलग-अलग पुनर्मूल्यांकन हो सकते हैं। 
• चिकित्सा 3डी प्रिंटिंग तकनीक विकसित होने और अधिक व्यवसायीकरण होने के कारण प्रत्यारोपण अधिक लागत प्रभावी होते जा रहे हैं। इन लागत कटौती से गरीबों और विकासशील देशों में स्वास्थ्य सेवा में सुधार होगा जहां लागत प्रभावी प्रक्रियाओं की सबसे अधिक आवश्यकता है।
• परीक्षण और सर्जरी अभ्यास के लिए हड्डी के प्रोटोटाइप बनाने के लिए 3डी प्रिंटर का उपयोग करने वाले मेडिकल छात्र।
• अधिक चिकित्सा उपकरण कंपनियां स्वास्थ्य सेवा उद्योग में बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए बायोमेडिकल 3डी प्रिंटर में निवेश कर रही हैं।
• विशेष रूप से अंग और हड्डी के प्रतिस्थापन के लिए 3डी प्रिंटर डिजाइन करने के लिए तकनीकी फर्मों के साथ साझेदारी करने वाले अधिक वैज्ञानिक।
• हड्डी की मृत्यु या दोष वाले मरीजों को 3डी प्रिंट प्राप्त होते हैं जो गति को बहाल कर सकते हैं।

टिप्पणी करने के लिए प्रश्न

• आपको और कैसे लगता है कि 3डी प्रिंटिंग तकनीक चिकित्सा क्षेत्र का समर्थन कर सकती है?
• 3डी-मुद्रित प्रत्यारोपण होने की संभावित चुनौतियाँ क्या हो सकती हैं?