एक प्रमुख मील के पत्थर में, मानव ऊतक का उपयोग करके एक छोटा दिल बनाया जाता है।

वैज्ञानिकों ने मानव कोशिकाओं का उपयोग करके संवहनीकृत, कार्यात्मक मानव हृदय बनाने के लिए त्रि-आयामी मुद्रण उपकरण का उपयोग किया। हालाँकि, प्राप्त अंग छोटा है। वास्तव में, यह एक खरगोश के दिल के आकार के बारे में है। इसके आकार के बावजूद, यहां इस्तेमाल की गई तकनीक प्रभावशाली है—और सामान्य आकार के, क्रियाशील मानव हृदय को प्रिंट करने से पहले हमें अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है।

यह प्रयोग, एक प्रकार का है जिसे प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट एक्सपेरिमेंट के रूप में जाना जाता है। , रोगी की अपनी आनुवंशिक सामग्री के साथ अंगों या ऊतकों को जन्म दे सकता है, क्योंकि यह प्राप्तकर्ता के शरीर में अंग की अस्वीकृति से बचने के लिए महत्वपूर्ण है। यह उस अध्ययन के अनुसार है जिसने प्रयोग किया था और जो वैज्ञानिक पत्रिका एडवांस्ड साइंस में प्रकाशित हुआ था। प्रौद्योगिकी, रक्त वाहिकाओं के बिना केवल सरल ऊतकों को प्रिंट करने में कामयाब रही। इस अध्ययन में, दिल को प्रिंट करने के लिए, इज़राइल में तेल अवीव विश्वविद्यालय (टीएयू) के शोधकर्ताओं ने एक मरीज के फैटी टिशू का एक छोटा सा नमूना लेकर शुरुआत की। कोशिकाओं, कुछ कोशिकाओं को पुन: प्रोग्रामिंग करनाहृदय की मांसपेशी कोशिकाएं, या कार्डियोमायोसाइट्स बनने के लिए, और कुछ ऐसी कोशिकाएं बनने के लिए जो रक्त वाहिकाएं उत्पन्न करती हैं, यानी, वे प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल बन गईं।

प्रयोगशाला में, शोधकर्ताओं ने रोगी के वसा ऊतक को उसके घटक कोशिकाओं और संरचना में अलग कर दिया जिससे कोशिकाएँ मिलती हैं, बाह्य मैट्रिक्स कहलाती हैं। जबकि कोशिकाएं खुद को पुन: प्रोग्रामिंग कर रही थीं, बाह्य मैट्रिक्स (ईसीएम), कोलेजन और ग्लाइकोप्रोटीन जैसे बाह्य मैक्रोमोलेक्युलस के त्रि-आयामी नेटवर्क को एक अनुकूलित हाइड्रोजेल में संसाधित किया गया था जो "स्याही" के रूप में कार्य करता था।

“यह तेल अवीव विश्वविद्यालय के एक प्रोफेसर ताल दविर ने एक बयान में कहा, "पहली बार किसी ने कोशिकाओं, रक्त वाहिकाओं, निलय और कक्षों से भरे पूरे दिल को डिजाइन और प्रिंट करने में कामयाबी हासिल की है।" मानव कोशिकाओं और रोगी-विशिष्ट जैविक सामग्री। हमारी प्रक्रिया में, ये सामग्रियां बायोइंक, शर्करा और प्रोटीन से बने पदार्थों के रूप में काम करती हैं जिनका उपयोग जटिल ऊतक मॉडल के 3डी प्रिंटिंग के लिए किया जा सकता है," डीविर ने समझाया। "अन्य अतीत में दिल की संरचना को 3 डी प्रिंट करने में सक्षम हैं, लेकिन इनमें कोई कोशिका या रक्त वाहिकाएं नहीं थीं। हमारे परिणाम भविष्य में व्यक्तिगत ऊतक इंजीनियरिंग और अंग प्रतिस्थापन के लिए हमारे दृष्टिकोण की क्षमता को प्रदर्शित करते हैं।टीएयू यूनिवर्सिटी ऑफ मॉलिक्यूलर बायोलॉजी एंड बायोटेक्नोलॉजी, डिपार्टमेंट ऑफ मैटेरियल्स साइंस एंड इंजीनियरिंग, सेंटर फॉर नैनोसाइंस एंड नैनोटेक्नोलॉजी, और सगोल सेंटर फॉर रीजनरेटिव बायोटेक्नोलॉजी और अनुसंधान का नेतृत्व किया।

फिर शोधकर्ताओं ने उस बायोइंक को प्रिंटर में डाल दिया। मरीज के लिए गए सीटी स्कैन के आधार पर 3डी में हृदय को प्रिंट करने के लिए प्रोग्राम किया गया। बुनियादी रक्त वाहिकाओं के साथ छोटे दिल को प्रिंट करने में प्रिंटर को तीन से चार घंटे का समय लगा। शोधकर्ताओं ने तब अंकित हृदय को ऑक्सीजन और पोषक तत्व खिलाकर विकसित किया। कुछ दिनों के भीतर, अंग की मांसपेशियों की कोशिकाएं अनायास सिकुड़ने लगीं और हृदय स्पंदित होने लगा।

लेकिन उस अंग की धड़कन वास्तव में वह नहीं थी जो एक स्वस्थ मानव हृदय करेगा। तेल अवीव विश्वविद्यालय के ऊतक इंजीनियरिंग और पुनर्योजी चिकित्सा प्रयोगशाला के प्रयोगशाला प्रबंधक, सह-लेखक आसफ शपीरा ने कहा, "हमें सिंक्रोनस रूप से धड़कने के लिए कोशिकाओं की आवश्यकता है, न कि केवल व्यक्तिगत रूप से।" एक 3 डी प्रिंटर मानव ऊतक से दिल बनाता है।

हृदय को शरीर के चारों ओर कुशलतापूर्वक रक्त पंप करने के लिए, इसकी कोशिकाओं को एक साथ धड़कने की आवश्यकता होती है, जो कि 3डी प्रिंटेड हृदय अभी तक नहीं कर पाया है। "अभी हम ऊतक को परिपक्व करने के लिए काम कर रहे हैं," शपीरा ने कहा।

प्रो. Dvir, रोगी की अपनी मूल कोशिकाओं का उपयोग महत्वपूर्ण हैऊतक और अंग इंजीनियरिंग तकनीक की सफलता के लिए, क्योंकि यह बायोकम्पैटिबिलिटी (गैर-अस्वीकृति) प्रदान करता है। ," प्रो ने कहा। Dvir। "आदर्श रूप से, बायोमटेरियल में रोगी के अपने ऊतकों के समान जैव रासायनिक, यांत्रिक और स्थलाकृतिक गुण होने चाहिए। यहां, हम एक साधारण 3डी-मुद्रित दृष्टिकोण की रिपोर्ट कर सकते हैं जो मोटे, वैस्कुलराइज्ड, और वेधशील कार्डियक टिश्यू के लिए है जो रोगी के प्रतिरक्षाविज्ञानी, सेलुलर, जैव रासायनिक और शारीरिक गुणों से पूरी तरह मेल खाता है। रोग निवारण संयुक्त राज्य अमेरिका में मृत्यु के प्रमुख कारण के रूप में हृदय रोग को रैंक करता है। 2019 में 864 हृदय प्रत्यारोपण किए गए। स्वास्थ्य और मानव सेवा विभाग द्वारा एकत्रित आंकड़ों के अनुसार, देश में हृदय प्रत्यारोपण के लिए 3,800 से अधिक लोग प्रतीक्षा सूची में हैं। दिल की विफलता के अंतिम चरण में रोगियों के लिए प्रत्यारोपण अक्सर अंतिम उपाय होता है।

ब्राजील में, ब्राजीलियन एसोसिएशन ऑफ ऑर्गन ट्रांसप्लांटेशन - एबीटीओ के अनुसार, कॉर्निया, किडनी और लीवर की मांग के बाद हृदय प्रत्यारोपण अंगों की जरूरतों की रैंकिंग में चौथे स्थान पर है। प्रस्तुत किए गएपिछले साल 353 हृदय प्रत्यारोपण किए गए, जिनमें 1661 प्रत्यारोपण अंग के लिए प्रतीक्षा सूची को पूरा करने के लिए आवश्यक थे।

शोधकर्ता अब प्रयोगशाला में मुद्रित दिल विकसित करने की योजना बना रहे हैं और प्रोफेसर डीवीर कहते हैं, "उन्हें दिल की तरह व्यवहार करना सिखाएं"। इसके बाद वे आगे के अध्ययन के लिए 3डी प्रिंटेड दिल को जानवरों के मॉडल में ट्रांसप्लांट करने की योजना बनाते हैं।

"हमें प्रिंटेड दिल को और विकसित करने की जरूरत है," उन्होंने निष्कर्ष निकाला। “कोशिकाओं को एक पम्पिंग क्षमता बनाने की आवश्यकता है; वर्तमान में, वे अनुबंध कर सकते हैं, लेकिन हमें उनके साथ मिलकर काम करने की आवश्यकता है। हमारी आशा है कि हम सफल होंगे और हम अपने तरीके की प्रभावकारिता और उपयोगिता को साबित करेंगे”

“शायद अब से दस साल बाद, दुनिया के सबसे अच्छे अस्पतालों में ऑर्गन प्रिंटर होंगे, और ये प्रक्रियाएँ नियमित होंगी

लेकिन "कई तकनीकी मुद्दे और बाधाएं हैं जिन्हें संबोधित करने की आवश्यकता है," उत्तरी कैरोलिना के विंस्टन-सलेम में वेक फॉरेस्ट स्कूल ऑफ मेडिसिन में पुनर्योजी चिकित्सा संस्थान के एक प्रोफेसर जेम्स यू ने बताया मैक एक ईमेल में। और उन्होंने बायोइंक बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली "जटिल" सेल हेरफेर प्रक्रिया की वास्तविक व्यवहार्यता के बारे में चिंता व्यक्त की,हालांकि उन्होंने पहले अंकित हृदय को "बायोप्रिंटिंग के क्षेत्र में एक बड़ी सफलता" कहा।

ह्यूस्टन में टेक्सास हार्ट इंस्टीट्यूट में पुनर्योजी चिकित्सा अनुसंधान के निदेशक डोरिस टेलर ने उसी स्रोत को बताया कि इजरायल के वैज्ञानिक "जहां नहीं गए थे one चला गया है" पुनर्योजी चिकित्सा में, लेकिन 3D-मुद्रित हृदय को एक बड़ी सफलता नहीं कहा।

"मानव में प्रत्यारोपित एक सफल जैव-कृत्रिम अंग एक प्रमुख चिकित्सा सफलता होगी," उसने ईमेल पर कहा। "यह निश्चित रूप से एक सफलता की ओर ले जाने वाला कदम है, लेकिन हम अभी तक वहां नहीं हैं।"