बायोमेडिकल सामग्री जैविक प्रणालियों के साथ परस्पर क्रिया करती है और जीवों के निदान के लिए उपयोग की जाती है। रोगग्रस्त या क्षतिग्रस्त ऊतकों का उपचार, मरम्मत और प्रतिस्थापन। एक अंग या एक प्रकार की सामग्री जो उसके कार्य को बढ़ाती है।
हाल के वर्षों में, लोगों के जीवन स्तर में निरंतर सुधार और औसत जीवन काल के विस्तार के साथ, जैव चिकित्सा सामग्री की मांग तेजी से बढ़ी है। उपचार के सर्वोत्तम अवसर को जब्त करने और रोगी के दर्द को दूर करने के लिए मानव प्रत्यारोपण को प्रत्येक रोगी के लिए व्यक्तिगत रूप से डिजाइन और जल्दी से निर्मित करने की आवश्यकता होती है। हालांकि, पारंपरिक प्रसंस्करण विधियों में एक लंबा चक्र और उच्च लागत होती है, विशेष रूप से जटिल आकार वाले जैविक प्रत्यारोपण के लिए जिन्हें पारंपरिक तकनीकों के साथ संचालित करना और नियंत्रित करना मुश्किल होता है।
बायोमेडिकल सामग्री तैयार करने के लिए एसएलएस तकनीक
एसएलएस प्रौद्योगिकी द्वारा तैयार जैव चिकित्सा सामग्री मुख्य रूप से जैव चिकित्सा बहुलक सामग्री, जैव चिकित्सा धातु सामग्री और जैव चिकित्सा मिश्रित सामग्री हैं। इन चिकित्सा सामग्रियों का उपयोग मुख्य रूप से चिकित्सा क्षेत्र में चिकित्सा मॉडल, प्रत्यारोपण और कृत्रिम अंग, और ऊतक इंजीनियरिंग मचान बनाने के लिए किया जाता है।
1. चिकित्सा मॉडल
बायोमेडिसिन के क्षेत्र में एसएलएस प्रौद्योगिकी का सबसे पहला अनुप्रयोग चिकित्सीय डिजाइन और चिकित्सा निदान और सर्जरी की योजना, सर्जिकल प्रक्रियाओं का अनुकरण, और चिकित्सा शिक्षण प्रदान करने के लिए चिकित्सा मॉडल बनाना था। जटिल घुमावदार सतहों और कई खोखली संरचनाओं के साथ, सर्जिकल मरम्मत में क्रानियोमैक्सिलोफेशियल दोष एक आम बीमारी है। मौजूदा मरम्मत विधियों में से कोई भी व्यक्तिगत खोपड़ी और जबड़े के आदर्श आकार को प्राप्त नहीं कर सकता है, और केवल चेहरे के आकार को मोटे तौर पर बहाल कर सकता है, जो रोगी की सौंदर्य संबंधी आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है। व्यक्तिगत खोपड़ी मॉडल बनाने के लिए एसएलएस तकनीक एक अत्यंत व्यवहार्य समाधान है। विशिष्ट संचालन प्रक्रिया है:
मॉडलिंग सामग्री। एक एंटीसेप्टिक खोपड़ी नमूना चुनें।
सीटी स्कैन। खोपड़ी के नमूने पर निरंतर सर्पिल स्कैनिंग करने के लिए एक सीटी स्कैनर का उपयोग किया जाता है, और प्राप्त टोमोग्राफिक छवियों को पुनर्निर्माण कार्य केंद्र में प्रेषित किया जाता है और डीआईसीओएम प्रारूप में संग्रहीत किया जाता है।
त्रि-आयामी मॉडल पुनर्निर्माण। Mimics सॉफ़्टवेयर का उपयोग DICOM प्रारूप छवि फ़ाइल को स्वचालित रूप से पढ़ने के लिए किया जाता है। हड्डी ऊतक क्षेत्र की मान्यता, निष्कर्षण और त्रि-आयामी सुपरपोजिशन के माध्यम से, खोपड़ी दोष के ज्यामितीय मॉडल का त्रि-आयामी पुनर्निर्माण पूरा हो गया है। पुनर्निर्मित डेटा सीटीएम मॉड्यूल के माध्यम से एसटीएल प्रारूप फ़ाइल में आउटपुट होता है।
SLS रैपिड प्रोटोटाइप। MagicsRP इकाई लेयरिंग सॉफ़्टवेयर का उपयोग करते हुए, SLS द्वारा आवश्यक टोमोग्राफिक STL फ़ाइल उत्पन्न करने के लिए STL प्रारूप फ़ाइलों को एक निश्चित अंतराल पर स्तरित किया जाता है, और फिर स्तरित STL फ़ाइल मॉडल को संसाधित करने के लिए SLS बनाने की मशीन में इनपुट होती है। अध्ययनों से पता चला है कि विभिन्न रोगियों के लिए अलग-अलग योजनाओं को डिजाइन करने के लिए सीटी स्कैनिंग, त्रि-आयामी मॉडलिंग और एसएलएस तकनीकों का व्यापक उपयोग, व्यक्तिगत दोष मॉडल और बहाली मॉडल का आकार, संरचना और आकार मूल रूप से खोपड़ी के नमूनों के समान हैं। , जो जबड़ों के अनुरूप होते हैं। चेहरे की सर्जरी की आवश्यकताओं का उपयोग प्रीऑपरेटिव डायग्नोसिस और सर्जिकल प्लानिंग के लिए किया जा सकता है।
2. प्रत्यारोपण और कृत्रिम अंग
प्रत्यारोपण और कृत्रिम अंग मानव शरीर के अनुकूल जैविक सामग्री से बने होते हैं, और मानव शरीर को प्रत्यारोपित करने या पहनने के बाद उपचार और पुनर्वास में भूमिका निभा सकते हैं। बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण से, इम्प्लांटर को निम्नलिखित 3 शर्तों को पूरा करना होगा:
व्यायाम के दौरान शरीर के अपने वजन और प्रभाव का सामना करने के लिए पर्याप्त यांत्रिक शक्ति;
दोष स्थल और आसपास के ऊतकों से मेल खाने के लिए व्यक्तिगत मिलान;
अच्छी जैविक ऊतक अनुकूलता। हालांकि, मौजूदा पात्रों में व्यक्तिगत मिलान का अभाव है।
भौतिक विज्ञान, कंप्यूटर प्रौद्योगिकी और एसएलएस प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास ने व्यक्तिगत डिजाइन, तेजी से निर्माण और प्रत्यारोपण के लोकप्रियकरण को संभव बना दिया है।
जटिल शरीर को तैयार करने के लिए उपयोग की जाने वाली दो विधियां समान हैं: सबसे पहले, सीटी स्कैन और त्रि-आयामी पुनर्निर्माण का उपयोग बहाली के मॉडल को प्राप्त करने के लिए किया जाता है, फिर इकाई एसएलएस तकनीक द्वारा निर्मित होती है, और अंत में कृत्रिम जटिल शरीर प्राप्त होता है। पुनर्विक्रय प्रक्रिया द्वारा। पारंपरिक उत्पादन विधियों की तुलना में, यह समय और भौतिक लागत बचाता है, उत्पादन चरणों और लागतों को कम करता है, और बायोमेडिसिन के क्षेत्र में एसएलएस प्रौद्योगिकी के प्रचार और अनुप्रयोग के लिए एक आधार प्रदान करता है।
3. ऊतक इंजीनियरिंग पाड़
ऊतक इंजीनियरिंग एक उभरता हुआ क्रॉस-डिसिप्लिन है जो क्षतिग्रस्त ऊतकों या अंगों के कार्य को बहाल करने, बनाए रखने या सुधारने के लिए जैविक विकल्प विकसित करने के लिए इंजीनियरिंग विज्ञान और जीवन विज्ञान के सिद्धांतों और विधियों को लागू करता है। ऊतक इंजीनियरिंग मचान में प्रयुक्त बायोमैटिरियल्स को निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होती है:
त्रि-आयामी झरझरा नेटवर्क संरचना कोशिका प्रसार और पोषक तत्वों और चयापचय अपशिष्ट के हस्तांतरण की सुविधा प्रदान करती है;
②अच्छी जैव-अनुकूलता, यानी कोई स्पष्ट साइटोटोक्सिसिटी, भड़काऊ प्रतिक्रिया और प्रतिरक्षा अस्वीकृति नहीं;
③उपयुक्त बायोडिग्रेडेबिलिटी, और गिरावट दर नए ऊतक कोशिकाओं के विकास और प्रजनन से मेल खाती है;
सेल आसंजन, प्रसार और भेदभाव की सुविधा के लिए उपयुक्त सतह भौतिक और रासायनिक गुण;
कुछ बायोमेकेनिकल गुण शरीर के जैविक वातावरण में संरचना और उपस्थिति की स्थिरता और अखंडता को बनाए रख सकते हैं।
ऊतक इंजीनियरिंग मचान के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में मुख्य रूप से प्राकृतिक बायोमैटिरियल्स, बायोसिरेमिक्स और सिंथेटिक पॉलीमर सामग्री शामिल हैं। फाइबर बॉन्डिंग विधि, सॉल्यूशन कास्टिंग लीचिंग मेथड, फेज़ सेपरेशन मेथड, गैस फोमिंग मेथड, और पार्टिकल सिंटरिंग मेथड जैसी पारंपरिक तैयारी प्रक्रियाओं द्वारा प्राप्त टिश्यू इंजीनियरिंग मचानों में खराब यांत्रिक शक्ति, छिद्रों की कम डिग्री, सरंध्रता और छिद्र संरचना है। लचीला नहीं।
SLS रैपिड प्रोटोटाइप तकनीक स्टेंट बनाने के लिए पॉलिमर या पॉलीमर/बायोसिरेमिक कंपोजिट के चयनात्मक सिंटरिंग का उपयोग करती है। स्टेंट की सूक्ष्म संरचना को एसएलएस प्रक्रिया मापदंडों को समायोजित करके नियंत्रित किया जा सकता है, और प्राप्त स्टेंट सभी झरझरा संरचनाएं हैं।
बायोमेडिकल सामग्री तैयार करने के लिए एसएलएस तकनीक न केवल विभिन्न रोगियों की व्यक्तिगत जरूरतों को पूरा करने के लिए व्यक्तिगत डिजाइन और प्रसंस्करण प्राप्त कर सकती है, बल्कि उनके प्रक्रिया मापदंडों और पोस्ट-प्रोसेसिंग विधियों को समायोजित करके बायोमेडिकल सामग्री के माइक्रोस्ट्रक्चर और यांत्रिक गुणों को लचीले ढंग से नियंत्रित कर सकती है। हालांकि, एसएलएस प्रौद्योगिकी द्वारा तैयार जैव चिकित्सा सामग्री में आम तौर पर कम घनत्व, खुरदरी सतह और कम यांत्रिक गुणों, विशेष रूप से बहुलक और बहुलक / सिरेमिक मिश्रित सामग्री जैसी समस्याएं होती हैं, जो जैव चिकित्सा सामग्री की यांत्रिक संगतता आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती हैं। हालांकि, एसएलएस प्रौद्योगिकी की इन विशेषताओं का उपयोग करते हुए, किसी न किसी और झरझरा धातु सामग्री को तैयार करना सुविधाजनक है जो सेल आसंजन और विकास के लिए अनुकूल है, विशेष रूप से उत्कृष्ट जैव-अनुकूलता और यांत्रिक गुणों के साथ टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री। यह होगा एसएलएस प्रौद्योगिकी जैव चिकित्सा सामग्री तैयार करने के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण विकास दिशा है।