3D bioprinting
முப்பரிமாண (3டி) உயிரியல் அச்சிடுதல் என்பது உயிரணுக்கள், வளர்ச்சி காரணிகள் மற்றும்/அல்லது உயிரியல் பொருட்களை இணைத்து உயிரியல் மருத்துவ பாகங்களை உருவாக்க 3டி அச்சிடுதல் போன்ற நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதாகும், பெரும்பாலும் இயற்கையான திசு பண்புகளைப் பின்பற்றும் நோக்கத்துடன். கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு, சுற்றுச்சூழல் சீரமைப்பு மற்றும் அரிப்பு தடுப்பு போன்ற துறைகளிலும் 3டி பயோ பிரிண்டிங் பயன்படுத்தப்படுகிறது. 3டி பயோ பிரிண்டிங் பல்வேறு சூழ்நிலைகளில் உதவக்கூடிய செயல்பாட்டு பயோஃபிலிம்களை உருவாக்க முடியும். 3டி பயோ பிரிண்டட் பயோஃபிலிம்கள் செயல்பாட்டு நுண்ணுயிரிகளை வழங்குகின்றன, அவை எடுத்துக்காட்டாக மாசுபடுத்திகளை அகற்றுவதை எளிதாக்கும். பொதுவாக, 3டி பயோ பிரிண்டிங் ஒரு அடுக்கு-மூலம்-அடுக்கு முறையைப் பயன்படுத்தி பயோ-இன்குகள் எனப்படும் பொருட்களை டெபாசிட் செய்து திசு போன்ற கட்டமைப்புகளை உருவாக்கலாம், அவை பின்னர் பல்வேறு மருத்துவ மற்றும் திசு பொறியியல் துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. 3டி பயோ பிரிண்டிங் என்பது பரந்த அளவிலான பயோ பிரிண்டிங் நுட்பங்கள் மற்றும் பயோ மெட்டீரியல்களை உள்ளடக்கியது. தற்போது, ஆராய்ச்சி மருந்துகள் மற்றும் சாத்தியமான சிகிச்சைகளுக்கு உதவ திசு மற்றும் உறுப்பு மாதிரிகளை அச்சிட பயோ பிரிண்டிங் பயன்படுத்தப்படலாம். ஆயினும்கூட, உயிரியல் அச்சிடப்பட்ட உயிரணு கட்டமைப்புகளை மருத்துவ பயன்பாட்டிற்கு மாற்றுவது செயல்பாட்டு உறுப்புகளை உருவாக்கத் தேவையான சிக்கலான மற்றும் உயிரணு எண் காரணமாக பல சிக்கல்களை சந்திக்கிறது. இருப்பினும், செல்லுலார் மேட்ரிக்ஸின் உயிரியல் அச்சிடுதல் முதல் விரும்பிய திசுக்களை உற்பத்தி செய்ய அடுக்குக்கு அடுக்கு டெபாசிட் செய்யப்பட்ட ஹைட்ரோஜெல்களுடன் கலக்கும் செல்கள் வரை புதுமைகள் உள்ளன. கூடுதலாக, மூட்டுகள் மற்றும் தசைநார்களை மீளுருவாக்கம் செய்ய பயன்படுத்தக்கூடிய சாரக்கட்டு அச்சிடுதலை 3டி பயோ பிரிண்டிங் இணைக்கத் தொடங்கியுள்ளது. செயல்முறை 3டி பயோ பிரிண்டிங் பொதுவாக மூன்று படிகளைப் பின்பற்றுகிறதுஃ முன்-பயோ பிரிண்டிங், பயோ பிரிண்டிங் மற்றும் பிந்தைய-பயோ பிரிண்டிங். முன்-பயோ பிரிண்டிங் முன்-பயோ பிரிண்டிங் என்பது ஒரு மாதிரியை உருவாக்கும் செயல்முறையாகும், இது அச்சுப்பொறி பின்னர் உருவாக்கும் மற்றும் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுக்கும். உறுப்பின் பயாப்ஸி பெறுவது முதல் படிகளில் ஒன்றாகும். பயோ பிரிண்டிங்கிற்கு பயன்படுத்தப்படும் பொதுவான தொழில்நுட்பங்கள் கம்ப்யூட்டட் டோமோகிராபி (சி. டி) மற்றும் காந்த அதிர்வு இமேஜிங் (எம். ஆர். ஐ) ஆகும். அடுக்குக்கு அடுக்கு அணுகுமுறையுடன் அச்சிட, படங்களில் டோமோகிராஃபிக் புனரமைப்பு செய்யப்படுகிறது. இப்போது-2டி படங்கள் பின்னர் தயாரிக்கப்பட வேண்டிய அச்சுப்பொறிக்கு அனுப்பப்படுகின்றன. படம் உருவாக்கப்பட்டவுடன், சில செல்கள் தனிமைப்படுத்தப்பட்டு பெருக்கப்படுகின்றன. இந்த செல்கள் பின்னர் ஒரு சிறப்பு திரவமாக்கப்பட்ட பொருளுடன் கலக்கப்படுகின்றன, அவை உயிருடன் இருக்க ஆக்ஸிஜன் மற்றும் பிற ஊட்டச்சத்துக்களை வழங்குகின்றன. சில செயல்முறைகளில், செல்கள் 500 மைக்ரோ மீட்டர் விட்டம் கொண்ட செல்லுலார் ஸ்பீராய்டுகளில் மூடப்படுகின்றன. உயிரணுக்களின் இந்த திரட்டலுக்கு ஒரு சாரக்கட்டு தேவையில்லை, மேலும் வெளியேற்றுதல் போன்ற செயல்முறைகளுக்கு குழாய் போன்ற திசு இணைப்பில் வைக்க இது தேவைப்படுகிறது. உயிரியல் அச்சிடுதல் இரண்டாவது கட்டத்தில், உயிரணுக்கள், மேட்ரிக்ஸ் மற்றும் பயோயிங்க்ஸ் எனப்படும் ஊட்டச்சத்துக்களின் திரவ கலவைகள் ஒரு அச்சுப்பொறி தோட்டாக்களில் வைக்கப்பட்டு நோயாளிகளின் மருத்துவ ஸ்கேன்களைப் பயன்படுத்தி டெபாசிட் செய்யப்படுகின்றன. உயிரியல் அச்சிடப்பட்ட முன்-திசு ஒரு இன்குபேட்டருக்கு மாற்றப்படும்போது, இந்த உயிரணு அடிப்படையிலான முன்-திசு ஒரு திசுவாக முதிர்ச்சியடைகிறது. உயிரியல் கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதற்கான 3டி பயோ பிரிண்டிங் பொதுவாக திசு போன்ற முப்பரிமாண கட்டமைப்புகளை உருவாக்க தொடர்ச்சியான அடுக்கு-மூலம்-அடுக்கு அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தி உயிரியல் இணக்கமான சாரக்கட்டு மீது செல்களை விநியோகிப்பதை உள்ளடக்கியது. 3டி பயோ பிரிண்டிங் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட கல்லீரல் மற்றும் சிறுநீரகங்கள் போன்ற செயற்கை உறுப்புகளில் வேலை செய்யும் இரத்த நாளங்கள், சிறுநீர் சேகரிப்பதற்கான குழாய்கள் மற்றும் இந்த உறுப்புகளுக்குத் தேவையான பில்லியன் கணக்கான உயிரணுக்களின் வளர்ச்சி போன்ற உடலை பாதிக்கும் முக்கியமான கூறுகள் இல்லை என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த கூறுகள் இல்லாமல் உடலுக்கு அத்தியாவசிய ஊட்டச்சத்துக்கள் மற்றும் ஆக்ஸிஜனை அவற்றின் உட்புறத்திற்குள் ஆழமாகப் பெற வழி இல்லை. உடலில் உள்ள ஒவ்வொரு திசுவும் இயற்கையாகவே வெவ்வேறு உயிரணு வகைகளால் ஆனது என்பதால், இந்த உயிரணுக்களை அச்சிடுவதற்கான பல தொழில்நுட்பங்கள் உற்பத்தி செயல்பாட்டின் போது உயிரணுக்களின் ஸ்திரத்தன்மை மற்றும் நம்பகத்தன்மையை உறுதி செய்யும் திறனில் வேறுபடுகின்றன. ஃபோட்டோலிதோகிராஃபி, காந்த 3டி பயோ பிரிண்டிங், ஸ்டீரியோலிதோகிராஃபி மற்றும் டைரக்ட் செல் எக்ஸ்ட்ரூஷன் ஆகியவை உயிரணுக்களின் 3டி பயோ பிரிண்டிங்கிற்கு பயன்படுத்தப்படும் சில முறைகள் ஆகும். உயிரியல் அச்சிடலுக்குப் பிந்தைய செயல்முறை உயிரியல் பொருட்களிலிருந்து ஒரு நிலையான கட்டமைப்பை உருவாக்க அவசியம். இந்த செயல்முறை நன்கு பராமரிக்கப்படாவிட்டால், 3டி அச்சிடப்பட்ட பொருளின் இயந்திர ஒருமைப்பாடு மற்றும் செயல்பாடு ஆபத்தில் உள்ளது. பொருளை பராமரிக்க, இயந்திர மற்றும் இரசாயன தூண்டுதல்கள் இரண்டும் தேவை. இந்த தூண்டுதல்கள் திசுக்களின் மறுவடிவமைப்பு மற்றும் வளர்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்த உயிரணுக்களுக்கு சமிக்ஞைகளை அனுப்புகின்றன. கூடுதலாக, சமீபத்திய வளர்ச்சியில், உயிரியல் உலை தொழில்நுட்பங்கள் திசுக்களின் விரைவான முதிர்ச்சி, திசுக்களின் வாஸ்குலரைசேஷன் மற்றும் மாற்று அறுவை சிகிச்சைகளைத் தக்கவைத்துக்கொள்ளும் திறனை அனுமதித்துள்ளன. உயிரியக்கிகள் வெப்பச்சலன ஊட்டச்சத்து போக்குவரத்தை வழங்குவதிலும், மைக்ரோகிராவிட்டி சூழல்களை உருவாக்குவதிலும், செல்கள் வழியாக பாயும் கரைசலை ஏற்படுத்தும் அழுத்தத்தை மாற்றுவதிலும் அல்லது மாறும் அல்லது நிலையான ஏற்றுதலுக்கான சுருக்கத்தை சேர்ப்பதிலும் செயல்படுகின்றன. ஒவ்வொரு வகை உயிரியக்கியும் பல்வேறு வகையான திசுக்களுக்கு ஏற்றது, எடுத்துக்காட்டாக சுருக்க உயிரியக்கிகள் குருத்தெலும்பு திசுக்களுக்கு சிறந்தவை. உயிரியல் அச்சிடும் அணுகுமுறை இந்தத் துறையில் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள் பொருத்தமான உயிரியல் மற்றும் இயந்திர பண்புகளுடன் கட்டமைக்கப்பட்ட உயிரின உறுப்புகளை உற்பத்தி செய்வதற்கான அணுகுமுறைகளை உருவாக்கியுள்ளனர். 3டி பயோ பிரிண்டிங் மூன்று முக்கிய அணுகுமுறைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டதுஃ பயோமிமிக்ரி, தன்னாட்சி சுய அசெம்பிளி மற்றும் சிறிய திசு கட்டுமான தொகுதிகள். பயோமிமிக்ரி பயோ பிரிண்டிங்கின் முதல் அணுகுமுறை பயோமிமிக்ரி என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த அணுகுமுறையின் முக்கிய குறிக்கோள் மனித உடலில் உள்ள திசுக்கள் மற்றும் உறுப்புகளில் காணப்படும் இயற்கையான கட்டமைப்பை ஒத்த புனையப்பட்ட கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதாகும். பயோமிமிக்ரிக்கு உறுப்புகள் மற்றும் திசுக்களின் வடிவம், கட்டமைப்பு மற்றும் நுண் சூழல் ஆகியவற்றின் நகல் தேவைப்படுகிறது. உயிரியல் அச்சிடுதலில் பயோமிமிகிரியின் பயன்பாடு உறுப்புகளின் ஒரே மாதிரியான செல்லுலார் மற்றும் எக்ஸ்ட்ரா செல்லுலார் பகுதிகளை உருவாக்குவதை உள்ளடக்கியது. இந்த அணுகுமுறை வெற்றிகரமாக இருக்க, திசுக்கள் ஒரு மைக்ரோ அளவில் பிரதிபலிக்கப்பட வேண்டும். எனவே, நுண் சூழல், இந்த நுண் சூழலில் உள்ள உயிரியல் சக்திகளின் தன்மை, செயல்பாட்டு மற்றும் ஆதரவு உயிரணு வகைகளின் துல்லியமான அமைப்பு, கரைதிறன் காரணிகள் மற்றும் செல்களுக்கு வெளியே உள்ள மேட்ரிக்ஸின் கலவை ஆகியவற்றைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம். பயோ பிரிண்டிங்கின் இரண்டாவது அணுகுமுறை தன்னாட்சி சுய-அசெம்பிளி ஆகும். இந்த அணுகுமுறை ஆர்வமுள்ள திசுக்களைப் பிரதிபலிப்பதற்கான ஒரு மாதிரியாக கரு உறுப்பு வளர்ச்சியின் உடல் செயல்முறையை நம்பியுள்ளது. செல்கள் அவற்றின் ஆரம்ப வளர்ச்சியில் இருக்கும்போது, அவை அவற்றின் சொந்த செல்களுக்கு வெளியே உள்ள மேட்ரிக்ஸ் கட்டுமானத் தொகுதியை உருவாக்குகின்றன, சரியான செல் சமிக்ஞை மற்றும் சுயாதீனமான ஏற்பாடு மற்றும் தேவையான உயிரியல் செயல்பாடுகள் மற்றும் நுண் கட்டமைப்பை வழங்குவதற்கான வடிவமைப்பு. தன்னாட்சி சுய-அசெம்பிளி கருவின் திசுக்கள் மற்றும் உறுப்புகளின் வளர்ச்சி நுட்பங்கள் பற்றிய குறிப்பிட்ட தகவல்களைக் கோருகிறது. ஒரு "சாரக்கட்டு இல்லாத" மாதிரி உள்ளது, இது சுய-அசெம்பிளிங் ஸ்பீராய்டுகளைப் பயன்படுத்துகிறது, இது உருகுதல் மற்றும் செல் ஏற்பாட்டிற்கு உட்பட்டு வளர்ந்து வரும் திசுக்களை ஒத்திருக்கிறது. தன்னாட்சி சுய-அசெம்பிளி ஹிஸ்டோஜெனீசிஸின் அடிப்படை உந்துசக்தியாக உயிரணுவைப் பொறுத்தது, இந்த திசுக்களின் கட்டுமானத் தொகுதிகள், கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டு பண்புகளுக்கு வழிகாட்டுகிறது. கரு திசுக்கள் எவ்வாறு உருவாகின்றன என்பதையும், உயிர் அச்சிடப்பட்ட திசுக்களை உருவாக்க சுற்றியுள்ள நுண் சூழலையும் பற்றிய ஆழமான புரிதலை இது கோருகிறது. சிறிய திசு உயிரியல் அச்சிடுதலின் மூன்றாவது அணுகுமுறை சிறிய திசுக்கள் என்று அழைக்கப்படும் உயிரியல் பிரதிபலிப்பு மற்றும் சுய-அசெம்பிளி அணுகுமுறைகள் ஆகிய இரண்டின் கலவையாகும். உறுப்புகள் மற்றும் திசுக்கள் மிகச் சிறிய செயல்பாட்டு கூறுகளிலிருந்து கட்டப்பட்டுள்ளன. சிறிய திசு அணுகுமுறை இந்த சிறிய துண்டுகளை எடுத்து அவற்றை பெரிய கட்டமைப்பில் ஏற்பாடு செய்கிறது. பயோ பிரிண்டர்களின் வகைப்பாடு அகின் சாதாரண மை பிரிண்டர்கள், பயோ பிரிண்டர்கள் அவற்றுக்கு மூன்று முக்கிய கூறுகளைக் கொண்டுள்ளன. இவை பயன்படுத்தப்படும் வன்பொருள், பயோ-மை வகை மற்றும் அது அச்சிடப்பட்ட பொருள் (பயோ மெட்டீரியல்கள்). பயோ-மை என்பது உயிரணுக்களிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் ஒரு பொருள், இது ஒரு திரவத்தைப் போல செயல்படுகிறது, இது விரும்பிய வடிவத்தை உருவாக்குவதற்காக மக்களை அதை 'அச்சிட' அனுமதிக்கிறது. பயோ-மை தயாரிக்க, விஞ்ஞானிகள் ஒரு தோட்டாக்களில் ஏற்றப்பட்டு, சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட அச்சுப்பொறியில் செருகக்கூடிய செல்களின் குழம்பை உருவாக்குகிறார்கள், அதோடு பயோ-பேப்பர் எனப்படும் ஜெல் கொண்ட மற்றொரு தோட்டாக்களும் உள்ளன. பயோ பிரிண்டிங்கில், மூன்று முக்கிய வகையான பிரிண்டர்கள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. இவை இன்க்ஜெட், லேசர் உதவி மற்றும் எக்ஸ்ட்ரூஷன் பிரிண்டர்கள் ஆகும். இன்க்ஜெட் அச்சுப்பொறிகள் முக்கியமாக வேகமான மற்றும் பெரிய அளவிலான தயாரிப்புகளுக்கான பயோ பிரிண்டிங்கில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. டிராப்-ஆன்-டிமாண்ட் இன்க்ஜெட் பிரிண்டர் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு வகை இன்க்ஜெட் பிரிண்டர், சரியான அளவில் பொருட்களை அச்சிடுகிறது, செலவு மற்றும் கழிவுகளைக் குறைக்கிறது. லேசர்களைப் பயன்படுத்தும் அச்சுப்பொறிகள் உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட அச்சிடுதலை வழங்குகின்றன, இருப்பினும், இந்த அச்சுப்பொறிகள் பெரும்பாலும் விலை உயர்ந்தவை. 3டி பிரிண்டிங் போல 3டி கட்டமைப்புகளை உருவாக்க எக்ஸ்ட்ரூஷன் பிரிண்டர்கள் செல் அடுக்குக்கு அடுக்கு அச்சிடுகின்றன. வெறும் செல்களைத் தவிர, உட்செலுத்தும் அச்சுப்பொறிகளும் செல்களால் உட்செலுத்தப்பட்ட ஹைட்ரோஜல்களைப் பயன்படுத்தலாம். உட்செலுத்துதல் அடிப்படையிலான அச்சிடுதல் உட்செலுத்துதல் அடிப்படையிலான அச்சிடுதல் என்பது 3டி அச்சிடுதல் துறையில் மிகவும் பொதுவான நுட்பமாகும், இது உருகிய திடப்பொருள் அல்லது பிசுபிசுப்பு திரவத்தின் தொடர்ச்சியான நீரோட்டத்தை ஒரு வகையான துளையின் வழியாக, பெரும்பாலும் ஒரு முனை அல்லது ஊசி மூலம் வெளியேற்றுவது அல்லது கட்டாயப்படுத்துவதை உள்ளடக்கியது. எக்ஸ்ட்ரூஷன் அடிப்படையிலான பயோ பிரிண்டிங்கிற்கு வரும்போது, நான்கு முக்கிய வகையான எக்ஸ்ட்ரூஷன் உள்ளன. இவை நியூமேடிக் உந்துதல், பிஸ்டன் உந்துதல், திருகு உந்துதல் மற்றும் விசித்திரமான திருகு உந்துதல் (முன்னேற்ற குழி பம்ப் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது). ஒவ்வொரு வெளியேற்ற முறையும் அவற்றின் சொந்த நன்மைகள் மற்றும் தீமைகளைக் கொண்டுள்ளன. நியூமேடிக் எக்ஸ்ட்ரூஷன் ஒரு டெபாசிட்டிங் முகவர் மூலம் திரவ பயோயிங்கை கட்டாயப்படுத்த அழுத்தப்பட்ட காற்றைப் பயன்படுத்துகிறது. பயோயிங்கை நகர்த்த பயன்படுத்தப்படும் காற்று அசுத்தங்கள் இல்லாததாக இருக்க வேண்டும். காற்று வடிகட்டிகள் பொதுவாக பயன்படுத்தப்படுவதற்கு முன்பு காற்றை கிருமி நீக்கம் செய்ய பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பிஸ்டன் இயக்கப்படும் வெளியேற்றம் ஒரு வழிகாட்டி திருகு இணைக்கப்பட்ட ஒரு பிஸ்டனைப் பயன்படுத்துகிறது. பிஸ்டனின் நேரியல் இயக்கம் முனையிலிருந்து பொருளை கசக்குகிறது. திருகு இயக்கப்படும் உட்செலுத்துதல் பொருளை வெளியேற்ற ஒரு ஆகர் திருகு பயன்படுத்துகிறது. சுழற்சி இயக்கம் பொருளை முனைக்கு கீழும் வெளியேயும் கட்டாயப்படுத்துகிறது. திருகு இயக்கப்படும் சாதனங்கள் அதிக பாகுத்தன்மை கொண்ட பொருட்களைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கின்றன மற்றும் அதிக அளவீட்டு கட்டுப்பாட்டை வழங்குகின்றன. வெளிப்புற திருகு இயக்கப்படும் அமைப்புகள் எக்ஸ்ட்ரூடரில் உள்ள சுய-முத்திரை அறைகள் காரணமாக குறைந்த முதல் அதிக பாகுத்தன்மை கொண்ட பொருட்களின் மிகவும் துல்லியமான படிவு அனுமதிக்கின்றன. அச்சிடப்பட்டவுடன், பல பொருட்களுக்கு கட்டமைப்பிற்கான விரும்பிய இயந்திர பண்புகளை அடைய ஒரு குறுக்கு இணைப்பு படி தேவைப்படுகிறது, இது எடுத்துக்காட்டாக இரசாயன முகவர்கள் அல்லது புகைப்பட குறுக்கு இணைப்பிகளின் சிகிச்சை மூலம் அடையப்படலாம். டைரக்ட் எக்ஸ்ட்ரூஷன் என்பது மிகவும் பொதுவான எக்ஸ்ட்ரூஷன் அடிப்படையிலான பயோ பிரிண்டிங் நுட்பங்களில் ஒன்றாகும், இதில் அழுத்தப்பட்ட விசை பயோயிங்கை முனையிலிருந்து வெளியேற வழிநடத்துகிறது, மேலும் தேவையான வார்ப்பு இல்லாமல் சாரக்கட்டு நேரடியாக அச்சிடப்படுகிறது. இந்த அணுகுமுறைக்கான பயோயிங்க் பாலிமர் ஹைட்ரோஜெல்ஸ், இயற்கையாகப் பெறப்பட்ட கொலாஜன் போன்ற பொருட்கள் மற்றும் கரைசலில் தொங்கவிடப்பட்ட உயிருள்ள செல்கள் ஆகியவற்றின் கலவையாக இருக்கலாம். இந்த வழியில், சாரக்கட்டு அச்சிடப்பட்ட பிறகு மற்றும் செல்லுலார் விதைப்புக்கு மேலும் சிகிச்சை தேவையில்லாமல் வளர்க்கப்படலாம். நேரடி அச்சிடும் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதில் சில கவனம் கோஆக்சியல் முனை கூட்டங்கள் அல்லது கோஆக்சியல் எக்ஸ்ட்ரூஷன் பயன்பாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது. கோஆக்சியல் முனை அமைப்பு ஒரே நேரத்தில் பல பொருள் பயோயிங்குகளை வெளியேற்ற உதவுகிறது, இது ஒரே வெளியேற்ற படியில் பல அடுக்கு சாரக்கட்டு உருவாக்கும் திறன் கொண்டது. குழாய் கட்டமைப்புகளின் வளர்ச்சி இந்த நுட்பங்கள் மூலம் அடையப்பட்ட அடுக்கு வெளியேற்றத்தை அது வழங்கக்கூடிய பொருள் குணாதிசயத்தில் ரேடியல் மாறுபாட்டிற்கு விரும்பத்தக்கதாக கண்டறிந்துள்ளது, ஏனெனில் கோஆக்சியல் முனை பயோயிங்க் ஓட்டத்திற்கு உள் மற்றும் வெளிப்புற குழாயை வழங்குகிறது. பயோ பிரிண்டிங்கிற்கான மறைமுக எக்ஸ்ட்ரூஷன் நுட்பங்களுக்கு செல் நிறைந்த ஹைட்ரோஜெல்ஸின் அடிப்படை பொருளை அச்சிடுவது தேவைப்படுகிறது, ஆனால் நேரடி எக்ஸ்ட்ரூஷன் போலல்லாமல் ஒரு தியாக ஹைட்ரோஜெல் உள்ளது, இது வெப்ப அல்லது இரசாயன பிரித்தெடுத்தல் மூலம் அச்சிடப்பட்ட பிறகு அற்பமாக அகற்றப்படலாம். மீதமுள்ள பிசின் திடப்படுத்தப்பட்டு விரும்பிய 3D-அச்சிடப்பட்ட கட்டமைப்பாக மாறுகிறது. லேசர் அடிப்படையிலான அச்சிடுதல் லேசர் அடிப்படையிலான பயோ பிரிண்டிங்கை இரண்டு முக்கிய வகுப்புகளாகப் பிரிக்கலாம்ஃ அவை செல் பரிமாற்ற தொழில்நுட்பங்கள் அல்லது புகைப்பட-பாலிமரைசேஷன் அடிப்படையிலானவை. செல் பரிமாற்ற லேசர் அச்சிடுதலில், ஒரு லேசர் ஆற்றல்-உறிஞ்சும் பொருளுக்கு இடையிலான இடைமுகத்தைத் தூண்டுகிறது (எ. கா. தங்கம், டைட்டானியம் போன்றவை) மற்றும் உயிர்க்கொம்பு, இதில் ஒரு தியாகப் பொருள் உள்ளது. இந்த தியாக 'நன்கொடையாளர் அடுக்கு' லேசரின் கதிர்வீச்சின் கீழ் ஆவியாகி, பயோயிங்க் அடுக்கிலிருந்து ஒரு குமிழியை உருவாக்குகிறது, இது ஒரு ஜெட்டில் இருந்து டெபாசிட் செய்யப்படுகிறது. ஃபோட்டோ-பாலிமரைசேஷன் நுட்பங்கள் மாறாக மை திடப்படுத்த ஒளிச்சேர்க்கை செய்யப்பட்ட எதிர்வினைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, விரும்பிய கட்டமைப்பை உருவாக்க ஒரு லேசரின் கற்றை பாதையை நகர்த்துகின்றன. ஃபோட்டோபாலிமரைசேஷன் எதிர்வினைகளுடன் இணைக்கப்பட்ட சில லேசர் அதிர்வெண்கள் பொருளில் உள்ள செல்களை சேதப்படுத்தாமல் மேற்கொள்ளப்படலாம். கூடுதல் அச்சிடும் முறைகள் சொட்டு அடிப்படையிலான உயிர் அச்சிடுதல் என்பது உயிரணுக்கள் மற்றும்/அல்லது ஹைட்ரோஜல்களின் உயிர் முனை கலவை துல்லியமான நிலைகளில் நீர்த்துளிகளில் வைக்கப்படும் ஒரு நுட்பமாகும். இந்த அணுகுமுறையில் மிகவும் பொதுவானது வெப்ப மற்றும் பைசோ எலக்ட்ரிக்-டிராப்-ஆன்-டிமாண்ட் நுட்பங்கள் ஆகும். பயோ பிரிண்டிங்கின் இந்த முறை பெரும்பாலும் நுரையீரல் மற்றும் கருப்பை புற்றுநோய் மாதிரிகளுடன் சோதனை ரீதியாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. வெப்ப தொழில்நுட்பங்கள் பயோயிங்கை சூடாக்க குறுகிய கால சமிக்ஞைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, இதனால் சிறிய குமிழிகள் உருவாகின்றன. பைசோ எலக்ட்ரிக் பயோ பிரிண்டிங் ஒரு பைசோ எலக்ட்ரிக் ஆக்சுவேட்டருக்கு பயன்படுத்தப்படுவதற்கு பதிலாக குறுகிய கால மின்னோட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது, இது முனை வழியாக பயோயிங்கின் ஒரு சிறிய கோளத்தை வெளியேற்றும் திறன் கொண்ட இயந்திர அதிர்வுகளைத் தூண்டுகிறது. பயோ பிரிண்டிங்கிற்கான நீர்த்துளி அடிப்படையிலான அணுகுமுறைகள் பற்றிய ஆய்வின் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க அம்சம், முனை-முனைக்கு அருகிலுள்ள பயோயிங்க் அனுபவத்திற்குள் இயந்திர மற்றும் வெப்ப அழுத்த செல்களைக் கணக்கிடுவதாகும், ஏனெனில் அவை வெளியேற்றப்படுகின்றன. பயோஇங்க் தேர்வின் முக்கியத்துவம் பயோஇங்க்ஸ் பயோ பிரிண்டிங் செயல்முறையின் இன்றியமையாத கூறுகளாகும். அச்சிடப்பட்ட திசுக்களின் உயிரியல் தேவைகளை ஆதரிக்கும் சூழலை வளர்க்க அவை உயிருள்ள செல்கள் மற்றும் நொதி சப்ளிமெண்ட்ஸால் ஆனவை. பயோயிங்கால் உருவாக்கப்பட்ட சூழல் உயிரணுவை அதன் வயதுவந்த வடிவத்துடன் இணைக்கவும், வளரவும், வேறுபடுத்தவும் அனுமதிக்கிறது. செல்-என்கேப்சுவாலிங் ஹைட்ரோஜெல்ஸ் பிரித்தெடுத்தல் அடிப்படையிலான பயோ பிரிண்டிங் முறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் ஜெலட்டின் மெத்தாக்ரிலோயில்-ஜெலட்டின் மெத்தாக்ரிலான் (ஜெல்மா) மற்றும் அசெல்லுலர் அடங்கிய பயோயிங்க்ஸ் ஆகியவை பெரும்பாலும் திசு பொறியியல் நுட்பங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவை குறுக்கு இணைப்பு மற்றும் துல்லியமான கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாடு தேவைப்படுகின்றன. உயிரணு இயற்கையாகவே நிகழும் வெளிப்புற செல்லுலார் மேட்ரிக்ஸ் சூழலைப் பிரதிபலிக்க பயோயிங்குகள் உதவுவது அவசியம். உடலின் பல்வேறு பகுதிகளிலிருந்து திசுக்களை மறுசீரமைக்க மாற்று அறுவை சிகிச்சை 3டி பயோ பிரிண்டிங் பயன்படுத்தப்படலாம். இறுதி நிலை சிறுநீர்ப்பை நோயால் பாதிக்கப்பட்ட நோயாளிகளுக்கு உயிர்-வடிவமைக்கப்பட்ட சிறுநீர்ப்பை திசுக்களைப் பயன்படுத்தி சேதமடைந்த உறுப்பை மீண்டும் உருவாக்குவதன் மூலம் சிகிச்சையளிக்க முடியும். இந்த தொழில்நுட்பத்தை எலும்பு, தோல், குருத்தெலும்பு மற்றும் தசை திசுக்களிலும் பயன்படுத்தலாம். 3டி பயோ பிரிண்டிங் தொழில்நுட்பத்தின் ஒரு நீண்டகால குறிக்கோள் ஒரு முழு உறுப்பையும் மறுசீரமைப்பதும், மாற்று அறுவை சிகிச்சைக்கு உறுப்புகள் இல்லாத பிரச்சினையை குறைப்பதும் ஆகும். முழு செயல்பாட்டு உறுப்புகளின் பயோ பிரிண்டிங்கில் சிறிய வெற்றி கிடைத்துள்ளது, எ. கா. கல்லீரல், தோல், மாதவிடாய் அல்லது கணையம். பொருத்தக்கூடிய ஸ்டென்ட்களைப் போலல்லாமல், உறுப்புகள் சிக்கலான வடிவங்களைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை உயிரியல் அச்சிடுவதற்கு கணிசமாக கடினமாக உள்ளன. உதாரணமாக, ஒரு உயிரியல் அச்சிடப்பட்ட இதயம் கட்டமைப்புத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வது மட்டுமல்லாமல், வாஸ்குலரைசேஷன், மெக்கானிக்கல் சுமை மற்றும் மின் சமிக்ஞை பரப்புதல் தேவைகளையும் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும். 2022 ஆம் ஆண்டில், நோயாளியின் சொந்த உயிரணுக்களில் இருந்து தயாரிக்கப்பட்ட 3D பயோ பிரிண்டட் மாற்று அறுவை சிகிச்சையின் மருத்துவ பரிசோதனையின் முதல் வெற்றி, மைக்ரோடியாவுக்கு சிகிச்சையளிக்க ஒரு வெளிப்புற காது, தெரிவிக்கப்பட்டது. வளர்க்கப்பட்ட இறைச்சி பயோ பிரிண்டிங் வளர்க்கப்பட்ட இறைச்சிக்கும் பயன்படுத்தப்படலாம். 2021 ஆம் ஆண்டில், மூன்று வகையான கால்நடை செல் இழைகளால் ஆன ஸ்டீக் போன்ற வளர்க்கப்பட்ட இறைச்சி தயாரிக்கப்பட்டது. வாக்யு போன்ற மாட்டிறைச்சி அசல் இறைச்சியைப் போன்ற ஒரு கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. உயிரியல் பொருட்கள் எனப்படும் புதுமையான பொருட்கள் மீது ஆராய்ச்சி செய்ய அனுமதிப்பதன் மூலம் திசு பொறியியலின் மருத்துவத் துறையில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்களுக்கு 3டி உயிரியல் அச்சிடுதல் பங்களிக்கிறது. மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க உயிர் பொறியியல் பொருட்கள் சில பொதுவாக மென்மையான திசு மற்றும் எலும்பு உள்ளிட்ட சராசரி உடல் பொருட்களை விட வலுவானவை. இந்த கூறுகள் அசல் உடல் பொருட்களுக்கு எதிர்கால மாற்றாக, மேம்பாடுகளாக கூட செயல்பட முடியும். கூடுதலாக, பாதுகாப்பு அச்சுறுத்தல் குறைப்பு நிறுவனம் இதயம், கல்லீரல் மற்றும் நுரையீரல் போன்ற சிறிய உறுப்புகளை அச்சிடுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது, இது புதிய மருந்துகளை மிகவும் துல்லியமாக சோதிக்கும் திறன் கொண்டது மற்றும் விலங்குகளில் சோதனை செய்வதற்கான தேவையை நீக்குகிறது. 3டி பயோ பிரிண்டிங் பயோஃபிலிம்ஸ் பயோஃபிலிம்களின் பயோ பிரிண்டிங் மற்ற பயோ பிரிண்டிங் போலவே அதே முறைகளைப் பயன்படுத்துகிறது. பெரும்பாலும் பயோஃபில்ம் பயோஃபில்ம் வளர்ச்சிக்கான கட்டமைப்பை வழங்க ஒரு பாலிசாக்கரைடை வெளியேற்றுவதன் மூலம் தொடங்குகிறது. இந்த பாலிசாக்கரைடுகளில் ஒன்றுக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு ஆல்ஜினேட் ஆகும். ஆல்ஜினேட் அமைப்பு கட்டமைப்பிற்குள் உட்பொதிக்கப்பட்ட நுண்ணுயிரிகளைக் கொண்டிருக்கலாம். செயல்பாட்டு பயோஃபிலிம்களை உருவாக்குவதற்கு ஹைட்ரோஜெல்களைப் பயன்படுத்தலாம். சிக்கலான அமைப்பு மற்றும் ஒரு செயல்பாட்டு பயோஃபில்ம் உருவாக எடுக்கும் நேரம் காரணமாக பயோஃபிலிம்களை ஆய்வக அமைப்பில் பகுப்பாய்வு செய்வது கடினம். 3டி பயோ பிரிண்டிங் பயோஃபிலிம்கள் சில செயல்முறைகளைத் தவிர்க்க அனுமதிக்கிறது மற்றும் செயல்பாட்டு பயோஃபிலிம்களை பகுப்பாய்வு செய்வதை எளிதாக்குகிறது. ஊட்டச்சத்து மற்றும் ஆக்ஸிஜன் பரவல் காரணமாக செயல்பாட்டை மாற்றுவதன் மூலம் அச்சிடப்படும் பயோஃபில்மின் தடிமன். அடர்த்தியான 3டி அச்சிடப்பட்ட பயோஃபிலிம்கள் இயற்கையாகவே அனரோப்களைத் தேர்ந்தெடுக்கும். சுற்றுச்சூழல் சீரமைப்பு பயோஃபில்ம்கள் இயற்கையான சூழலில் சரிசெய்யும் திறன் கொண்டவை, இது சுற்றுச்சூழல் நிவாரணத்தில் 3டி பயோ பிரிண்டட் பயோஃபில்ம் பயன்பாட்டைப் பயன்படுத்துவது குறித்து சாத்தியக்கூறுகள் உள்ளன என்பதைக் குறிக்கிறது. நுண்ணுயிரிகளால் ஒரு பெரிய அளவிலான இரசாயனங்கள் மற்றும் உலோகங்களை சிதைக்க முடியும் மற்றும் பயோஃபில்ம் கட்டமைப்புகள் போன்ற இந்த நுண்ணுயிரிகள் செழிக்க ஒரு கட்டமைப்பை வழங்குவது நன்மை பயக்கும். செயற்கை உயிரி திரைப்படங்கள் நுண்ணுயிரிகளை சுற்றுச்சூழலின் ஆபத்துகளிலிருந்து பாதுகாக்கின்றன, அதே நேரத்தில் சமிக்ஞை மற்றும் ஒட்டுமொத்த நுண்ணுயிர் தொடர்புகளை ஊக்குவிக்கின்றன. 3டி பயோ பிரிண்டிங் செயல்பாட்டு நுண்ணுயிரிகளை இயந்திர ஸ்திரத்தன்மையை வழங்கும் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளிலிருந்து பாதுகாக்கும் ஒரு கட்டமைப்பில் வைக்க அனுமதிக்கிறது. சாதாரண சுற்றுச்சூழல் கட்டமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது 3டி அச்சிடப்பட்ட கட்டமைப்புகளால் வழங்கப்படும் பெரிய தொடர்பு பகுதி மாசுபடுத்திகளை மிகவும் திறம்பட அகற்ற உதவுகிறது. எதிர்கால பயன்பாடுகள் இது எதிர்காலத்தில் கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு மற்றும் அரிப்பைக் கட்டுப்படுத்துவதில் உதவுவதற்கும் சாத்தியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. மனிதர்கள் சுற்றுச்சூழல் உயிர் திரைப்படங்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது நோய்த்தொற்றுகள் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது. எனவே, ஒரு பயோஃபில்முக்குள் ஆண்டிபயாடிக் ஊடுருவல் மற்றும் விரிவாக்கம் என்பது ஆய்வகத்தில் வளர்க்கப்படும் பயோஃபிலிம்களில் உள்ள சிரமங்கள் காரணமாக நமக்கு எதுவும் தெரியாது, ஆனால் எதிர்கால ஆராய்ச்சிக்கு பயனுள்ளது. 3டி பிரிண்டிங் மூலம் உயிரி திரைப்படங்கள் ஆய்வக அளவில் மாற்றக்கூடிய ஆராய்ச்சியை அனுமதிக்கும். உயிர் திரைப்படங்களை அச்சிடுவதை உள்ளடக்கிய இந்த இரண்டு பகுதிகளுக்கும் அதிக அளவு அறிவு தேவை மற்றும் சிக்கலான தொழில்நுட்பம் காரணமாக மேலும் ஆராய்ச்சி தேவைப்படுகிறது. மேலும் காண்க 3டி பிரிண்டிங் § பயோ-பிரிண்டிங் பயோ ஃபேப்ரிகேஷன் வளர்க்கப்பட்ட இறைச்சி நெறிமுறைகள் பயோ பிரிண்டிங் ரீஜெனரேட்டிவ் மருத்துவம் பயோஇங்க்ஸ் குறிப்புகள் மேலும் படிக்க பயோ பிரிண்டிங் பயோ மெட்டீரியல்ஸ் திசு பொறியியல் செயற்கை உயிரியல் சுய-பிரதி