3D बायोप्रिंटिंग

तीन आयामी (3D) बायोप्रिंटिंग 3 डी प्रिंटिंग और 3 डी प्रिंटिंग जैसी तकनीकों का उपयोग है जो कोशिकाओं, विकास कारकों और बायोमटेरियल्स को जैव चिकित्सा भागों को बनाने के लिए जोड़ती है जो प्राकृतिक ऊतक विशेषताओं की अधिकतम नकल करते हैं। आम तौर पर, 3 डी बायोप्रिंटिंग, बायोइंक्स के रूप में जाने वाली सामग्री को जमा करने के लिए लेयर-बाय-लेयर विधि का उपयोग करती है जो बाद में चिकित्सा और ऊतक इंजीनियरिंग क्षेत्रों में उपयोग की जाती है। बायोप्रिंटिंग बायोमटेरियल की एक विस्तृत श्रृंखला को शामिल करता है।

वर्तमान में, अनुसंधान दवाओं और गोलियों की सहायता के लिए ऊतकों और अंगों को मुद्रित करने के लिए बायोप्रिंटिंग का उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, वांछित ऊतक कोशिकाओं या बाह्य कोशिकाओं के बायोप्रिंटिंग से फैले हुए होते हैं जो वांछित ऊतक या अंग का उत्पादन करने के लिए परत द्वारा 3 डी जेल परत में जमा होते हैं। 3 डी प्रिंटिंग की लोकप्रियता में हालिया विस्फोट इस तकनीक के वादे और अनुसंधान और पुनर्जागरण दवा में इसकी गहन उपयोगिता का प्रमाण है। इसके अलावा, 3 डी बायोप्रिंटिंग ने मचानों की छपाई को शामिल करना शुरू कर दिया है। इन मचानों का उपयोग जोड़ों और अस्थिबंधों को पुनर्जीवित करने के लिए किया जा सकता है।

परिभाषा
3 डी बायो-प्रिंटिंग 3 डी प्रिंटिंग तकनीकों का उपयोग करके एक सीमित स्थान में सेलुलर संरचनाओं को बनाने की प्रक्रिया है, जहां मुद्रित निर्माण में सेल फ़ंक्शन और व्यवहार्यता बरकरार रखी जाती है। आम तौर पर, 3 डी बायो-प्रिंटिंग परत-दर-परत मुद्रण पद्धति का उपयोग सामग्री को जमा करने के लिए करती है जिसे कभी-कभी बायोएन्सेरेस के रूप में संदर्भित किया जाता है ताकि प्राकृतिक जैविक ऊतकों के समान संरचनाएं बन सकें जिनका उपयोग चिकित्सा इंजीनियरिंग और ऊतकों के क्षेत्र में किया जाता है। जैव-मुद्रण एक का उपयोग करता है सामग्री की विस्तृत श्रृंखला। वर्तमान में, बायो-प्रिंटिंग का उपयोग ऊतकों और अंगों को मुद्रित करने के लिए किया जा सकता है, खासतौर पर फोर्फ़र्मास्यूटिकल रिसर्च। इस तकनीक से संबंधित पहला पेटेंट 2003 में संयुक्त राज्य अमेरिका में दायर किया गया था और 2006 में दिया गया था।

बायो-प्रिंटिंग कई क्षेत्रों के इंटरफ़ेस पर है: दवा, इंजीनियरिंग, कंप्यूटर विज्ञान, जेनेटिक इंजीनियरिंग इत्यादि। जैविक ऊतकों में कार्बनिक और अकार्बनिक बाह्य कोशिकीय मैट्रिस और कोशिकाओं द्वारा गठित मुलायम ऊतकों से बना कठोर ऊतक होते हैं। लिविंग सेलुलर पदार्थ स्टेम कोशिकाओं से मुद्रित होता है। यह जैविक स्याही की बूंदों में जमा होता है जो लगातार परतों का निर्माण करेगा और जो सुपरमिंपिंग में तीन आयामों में जैविक ऊतक का गठन करेगा। जैविक स्याही का उत्पादन करने के लिए, कोई रोगी के स्टेम कोशिकाओं का उपयोग कर सकता है जो कोई बढ़ेगा (यह ऊतक के वर्ग मिलीमीटर बनाने के लिए लाखों लोगों को लेता है)। स्टेम कोशिकाओं को एक विशिष्ट माध्यम में निलंबित कर दिया जाता है जिसे कमरे के तापमान पर संशोधित किया जा सकता है। जिस कपड़े पर कपड़े मुद्रित किया जाता है वह कोलेजन की एक पतली परत है (मानव शरीर में सबसे प्रचुर मात्रा में प्रोटीन, ऊतक संयोजन के लिए जिम्मेदार) जिसे पारंपरिक प्रिंटर के पेपर से तुलना की जा सकती है। कोशिकाओं और बायोमटेरियल्स के अलावा, बायोप्रिंटर को जीवित रहने, गतिशीलता और सेल भेदभाव के माहौल को बढ़ावा देने के लिए बायोकेमिकल्स (यानी, केमोकाइन, विकास कारक, चिपकने वाले कारक, या सिग्नलिंग प्रोटीन) का एक स्पेक्ट्रम भी शामिल करना चाहिए।

3 डी बायो-प्रिंटिंग द्वारा कपड़े प्रिंट करते समय कई चरणों को अलग किया जा सकता है। ये तीन अनुक्रमिक तकनीकी कदम प्रसूति, प्रसंस्करण (प्रिंटिंग) और पोस्ट प्रोसेसिंग हैं:
डिजाइन मूल ऊतकों के समान या फिर मॉडल के कंप्यूटर डिज़ाइन के समान होता है जो परिभाषित करेगा कि पहले चरण में व्यक्त की गई विशेषताओं के अनुसार स्टेम कोशिकाओं को परत द्वारा परत मुद्रित किया जाएगा। यह चरण तीसरे चरण के साथ है जो प्रिंटर को विशेष सॉफ्टवेयर के माध्यम से प्रोग्राम करना है जो प्रिंटर भाषा में किए जाने वाले कार्यों का अनुवाद करेगा। ये दो चरण एक प्लास्टिक 3 डी प्रिंटर से ऑब्जेक्ट को डिज़ाइन करने के लिए किए जाने वाले समान हैं।
प्रिंटर द्वारा कपड़े की स्वचालित छपाई जो तकनीक के अनुसार अलग होती है।

बायो-प्रिंटिंग में दो महत्वपूर्ण पैरामीटर घनत्व और संकल्प हैं। कोशिकाओं की घनत्व जैविक स्याही में है। यदि यह बहुत कम है तो अंतिम चरण अच्छी तरह से नहीं किया जाएगा और कपड़े व्यवहार्य नहीं होगा। संकल्प सटीक है जिसके साथ प्रिंटर प्रिंटर द्वारा रखा जाएगा। यदि परिशुद्धता इष्टतम नहीं है तो कोशिकाओं की पूर्वनिर्धारित संरचना का सम्मान नहीं किया जाएगा और ऊतक के पास सही आकार नहीं होगा, साथ ही कोशिकाओं के विकास के अंतिम चरण की अच्छी प्रगति को रोकना होगा।

अंतिम चरण मुद्रित कपड़े की परिपक्वता है। यह वह चरण है जिसमें एकत्रित कोशिकाएं एक सुसंगत और व्यवहार्य ऊतक बनाने के लिए एक साथ विकसित होंगी और बातचीत करेंगे। एक बायोरेक्टर के भीतर पोस्ट-प्रिंटिंग की प्रक्रिया के दौरान ऊतकों में तेजी से परिपक्वता होती है जिसमें बहु-स्तरीय संवहनीकरण और संरक्षण में वृद्धि होती है जिसमें प्रत्यारोपण के लिए ऊतकों की ताकत और यांत्रिक अखंडता में वृद्धि होती है। एक incubatorthe ऊतक में रखा एक सुसंगत ऊतक बनाने के लिए विकसित। यह चरण प्रिंटिंग के लगभग 48 घंटे बाद शुरू होता है और कपड़े के आकार के आधार पर कई सप्ताह तक टिक सकता है। परिपक्वता चरण के साथ, हम 4 डी प्रिंटिंग के बारे में बात कर सकते हैं क्योंकि प्रिंटिंग के बाद समय आयाम आवश्यक है।

बायोरेक्टर, संवहनी पोषक तत्व प्रदान करके, एक सूक्ष्मजीव वातावरण बनाकर और कोशिकाओं में समाधान के संचलन को बढ़ावा देने के द्वारा ऊतक विकास के लिए अनुकूल वातावरण प्रदान करके काम करते हैं। विभिन्न प्रकार के ऊतक के लिए उपयुक्त विभिन्न प्रकार के बायोरेक्टर हैं, उदाहरण के लिए, संपीड़न बायोरेक्टर मोटरसाइकिल ऊतक के लिए आदर्श हैं।

टेक्नोलॉजीज
कृत्रिम अंगों के निर्माण के लिए 3 डी प्रिंटिंग जैविक इंजीनियरिंग में अध्ययन का एक प्रमुख विषय बन गया है। चूंकि 3 डी प्रिंटिंग विनिर्माण तकनीक अधिक से अधिक कुशल बन जाती है, कृत्रिम अंग संश्लेषण में उनकी प्रयोज्यता अधिक स्पष्ट हो गई है। 3 डी प्रिंटिंग के मुख्य फायदे अनुकूलनशील जटिल संरचनाओं की अपनी व्यापक उत्पादन क्षमता के साथ-साथ उच्चतम शारीरिक परिशुद्धता प्राप्त की गई। 3 डी बायो-प्रिंटिंग उनकी रचनाओं, स्थानिक वितरण और वास्तुशिल्प सटीकता पर सटीक नियंत्रण के साथ कोशिकाओं और बायोमटेरियल की स्थिति में अभूतपूर्व बहुमुखी प्रतिभा प्रदान करता है, जो अंतिम आकार, संरचना, सूक्ष्म संरचना और मुद्रित कपड़े और अंगों की वास्तुकला के विस्तृत या यहां तक ​​कि व्यक्तिगत पुनर्निर्माण की इजाजत देता है।

गैर जैविक 3 डी प्रिंटिंग की तुलना में, 3 डी बायो-प्रिंटिंग जटिलता के अतिरिक्त स्तर, जैसे सामग्रियों की पसंद, सेल प्रकार, विकास और भेदभाव कारकों, और सेल संवेदनाओं से संबंधित तकनीकी चुनौतियों को प्रेरित करती है। रहने और कपड़े निर्माण।

3 डी प्रिंटिंग का उपयोग कर प्रिंटिंग अंग विभिन्न तकनीकों का उपयोग करके किया जा सकता है, प्रत्येक विशिष्ट लाभ लेते हैं जिन्हें विशिष्ट प्रकार के अंगों के उत्पादन के अनुरूप बनाया जा सकता है।

परंपरागत ऊतक इंजीनियरिंग दृष्टिकोण एक मैट्रिक्स मचान पर बीज कोशिकाओं के लिए था यानी एक ठोस समर्थन संरचना जिसमें एक इंटरकनेक्टेड पोयर नेटवर्क शामिल था। इस संरचना को संश्लेषित ऊतक के आकार और यांत्रिक गुणों को बनाए रखना चाहिए और सेल प्रसार के लिए एक सब्सट्रेट प्रदान करके सेल लगाव में सहायता करना चाहिए। 3 डी प्रिंटिंग टेक्नोलॉजी एक हालिया नवाचार है जो जीवित कोशिकाओं के साथ-साथ बीजिंग और परतों में बायोमटेरियल संरचना के निर्माण की अनुमति देता है।

तीन सबसे लोकप्रिय 3 डी बायो-प्रिंटिंग प्रौद्योगिकियां लेजर प्रिंटिंग तकनीक, माइक्रो एक्सट्रूज़न टेक्नोलॉजी और इंकजेट तकनीक हैं। इन प्रौद्योगिकियों के अलावा, कैम्ब्रिज में शोधकर्ताओं की एक टीम एक ध्वनिक प्रिंटर विकसित कर रही है जहां तरंगें बायोनेक्र को कंपन करती हैं, जिससे कोशिकाओं के आकार की सटीकता के साथ बूंदों को निकालने का कारण बनता है। आज, इंटरनेट पर, आप Tevido BioDevices साइट पर प्रस्तुत किए गए कार्यालय प्रिंटर प्रकार एचपी से अपना स्वयं का बायो-प्रिंटर बनाने के तरीके के बारे में स्पष्टीकरण प्राप्त कर सकते हैं।

प्रत्येक तकनीक में कठोर जैविक ऊतक इंजीनियरिंग और अंग की छपाई के लिए फायदे और नुकसान होते हैं। मानव शरीर के कठोर ऊतकों में हड्डियों, दांतों और उपास्थि शामिल हैं और कुछ प्रकार के एकल कोशिकाओं और कार्बनिक और अकार्बनिक बाह्य कोशिकाओं के महत्वपूर्ण अनुपात शामिल हैं।

लेजर मुद्रण
इस नवीनतम तकनीक को बोर्डो में आईएनएसईआरएम में 10 साल का शोध की आवश्यकता है। यह तकनीक लेजर के सिद्धांत पर काम करती है। एक लेजर को दर्पण के माध्यम से निर्देशित किया जाता है, एक लेंस के माध्यम से गुजरता है, फिर फोकस करता है, एक कवरलिप पर हमला करता है जिस पर जैविक स्याही की एक फिल्म रखा जाता है। लेजर / कारतूस इंटरैक्शन के दौरान 5 माइक्रोन की सटीकता के साथ समर्थन पर छोटी संख्या में कोशिकाओं वाले सूक्ष्म बूंदों को छोड़ दें। प्रिंटिंग काफी तेज़ है। प्रयोगों ने यह भी दिखाया है कि यह चूहों पर काम करता है, एक विवो इंप्रेशन (सीधे जीवित रहने की त्वचा पर) के लिए धन्यवाद। कोशिका के पैटर्न प्रति सेकंड 10,000 दालों पर लेजर स्कैनिंग द्वारा प्राप्त किए जाते हैं, प्रत्येक नाड़ी एक सूक्ष्म बूंद पैदा करती है। माइक्रो टेक्नोलॉजी प्रति 50 कोशिकाओं तक एकता (सेल द्वारा सेल) के संकल्प के साथ यह तकनीक एकमात्र ऐसा है। यह परिशुद्धता त्वचा के नमूने जैसे 3 आयामों में जटिल जैविक ऊतकों को पुन: उत्पन्न करना संभव बनाता है।

लेजर मुद्रण कई लाभों के साथ संकल्प और घनत्व (लगभग 108 कोशिकाओं / जीवविज्ञान स्याही के मिली) को जोड़ती है। लेजर बायो-प्रिंटिंग के तीन लाभ 95% से अधिक सेल व्यवहार्यता, कम अपशिष्ट और कोई यांत्रिक तनाव नहीं हैं। यह दालों की कमी के कारण है, कुछ नैनोसेकंड, जो सेल वार्मिंग को कम करता है और उनके “तनाव” को कम करता है। हालांकि, मुद्रित कपड़े की व्यवहार्यता कोशिकाओं पर लगाए गए तनावों पर निर्भर करती है। यह महत्वपूर्ण है कि कोशिकाएं कम से कम “अव्यवस्थित” हों।

हालांकि, कुछ कारकों में सुधार किया जाना बाकी है क्योंकि मशीन अभी तक एक व्यवस्थित तरीके से सेल की कई परतों को ढेर नहीं करती है, तैयारी का समय ऊंचा है और प्रिंटिंग की लागत भी है।

इंकजेट
इस तकनीक का विशेष रूप से टेडिवो बायोडाइसेस DIY प्रिंटर में उपयोग किया जाता है। यह तकनीक है जो इंग्लैंड में मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में काम करती है। इंकजेट प्रिंटर एक प्रिंट हेड के साथ काम करता है जो एक तरल पदार्थ (जैव-स्याही) युक्त तरल की सूक्ष्म बूंदों को प्रोजेक्ट करता है। बूंदों का निष्कासन थर्मल (गर्मी) या पायजोइलेक्ट्रिक प्रक्रिया (यांत्रिक तनाव की क्रिया के तहत स्याही का विद्युत ध्रुवीकरण) के कारण होता है। स्याही 20 डिग्री पर तरल है लेकिन 36 डिग्री के तापमान पर जैल है। यह प्रक्रिया वह है जो 3 डी प्लास्टिक प्रिंटर के समान है।

यह तकनीक कम से कम तैयारी के समय और कम लागत के साथ उपयोग करने के लिए सबसे किफायती और आसान है। प्रिंटिंग समय कम है और कोशिकाओं की व्यवहार्यता 85% से अधिक है लेकिन संकल्प खराब है, जिसके परिणामस्वरूप खराब सेल विकास हुआ है। इसके अलावा, घनत्व को पैरामीटर का प्रबंधन करना भी मुश्किल होता है, यह अक्सर बहुत कम होता है, या बहुत कम होता है (लगभग 106 कोशिकाएं / मिली, लेजर प्रिंटर के मुकाबले 100 गुना कम)। ये नुकसान इस समय जटिल कपड़े प्रिंटिंग के लिए अनुपयुक्त बनाते हैं, यह केवल मुद्रित होने के लिए कोशिकाओं को धन्यवाद पैटर्न प्रिंट करने में काम करता है।

माइक्रो-बाहर निकालना
माइक्रोक्स्ट्रुज़न (जिसे बायोक्स्ट्रुजन भी कहा जाता है) एकमात्र तरीका है जिसे अमेरिकी कंपनी ऑर्गनोवो द्वारा अपने प्रिंटर नोवोजेन एमएमएक्स के साथ औद्योगिकीकृत करना शुरू किया गया, जिसे मिसौरी विश्वविद्यालय और 2005 में विकास के साथ विकसित किया गया।

यह प्रिंटर दो प्रिंटहेड के साथ काम करता है। एक जेल और अन्य कोशिकाओं को जमा करता है। कोशिकाओं को एक माइक्रो सिरिंज में धकेल दिया जाता है और एक सुई का उपयोग करके जमा किया जाता है। परतों को वैकल्पिक रूप से जमा किया जाता है, एक हाइड्रोगेल परत (पानी मिश्रण) कोशिकाओं की एक परत के बाद। हाइड्रोगेल का उपयोग मचान के समान सेल परतों की असेंबली की संरचना के लिए किया जाता है। हाइड्रोगेलिस तब पकने के चरण के दौरान भंग हो जाते हैं, जिससे कोशिकाओं को एक साथ फ्यूज करने की इजाजत मिलती है। बायोक्स्ट्रुज़न उच्च घनत्व प्राप्त करना संभव बनाता है लेकिन औसत रिज़ॉल्यूशन के साथ (5 माइक्रोमीटर से लेकर कुछ मिलीमीटर चौड़े तक)। तैयारी का समय अन्य तकनीकों की तुलना में औसत है लेकिन उच्च प्रिंटिंग समय (बहुत धीमी) के साथ। इस प्रकार के प्रिंटर की लागत मध्यम है और व्यवहार्यता (कोशिकाओं के परिपक्वता चरण के दौरान “जीवित रहने” की क्षमता) 40 से 80% के बीच है, यह दर अन्य प्रौद्योगिकियों की तुलना में कम है और यह पहलू बनी हुई है सुधार हुआ।

हाइब्रिड तकनीकें
इन तकनीकों में आज सीमित संभावनाएं हैं लेकिन कुछ शोधकर्ता “हाइब्रिड प्रिंटर” देख रहे हैं। यह तकनीक परीक्षण चरण में बनी हुई है, लेकिन संयुक्त राज्य अमेरिका में शोधकर्ताओं ने कोशिका मुद्रण और बायोडिग्रेडेबल बहुलक के बयान को जोड़ने में सफल रहा है (एक या अधिक परमाणुओं या परमाणुओं के समूह की पुनरावृत्ति द्वारा वर्णित अणुओं से बना पदार्थ, जो प्राकृतिक, सिंथेटिक हो सकता है या कृत्रिम) उपास्थि बनाने।

Bioprinters
बाजार पर विभिन्न बायोप्रिंटर्स हैं। EnvisionTec के 3 डी-बायोप्लॉटर के लिए कीमतें $ 10,000 से बायोबॉट 1 से $ 200,000 तक हैं। 9,000 अमरीकी डालर की कीमत के लिए एथर 1 बायो-प्रिंटर 2017 से विपणन की उम्मीद है। अभ्यास में, शोधकर्ता अक्सर अपने स्वयं के प्रयोगात्मक बायो-प्रिंटर विकसित करते हैं।

प्रक्रिया
3 डी बायोप्रिंटिंग आम तौर पर तीन चरणों, प्री-बायोप्रिंटिंग, बायोप्रिंटिंग और पोस्ट बायोप्रिंटिंग का पालन करती है।

पूर्व bioprinting
प्री-बायोप्रिंटिंग एक मॉडल बनाने की प्रक्रिया है जिसे प्रिंटर बाद में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों को बना और चुन देगा। अंगों की बायोप्सी प्राप्त करने के पहले चरण में से एक है। बायोप्रिंटिंग के लिए उपयोग की जाने वाली सामान्य तकनीकों की गणना टोमोग्राफी (सीटी) और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) की जाती है। परत-दर-परत दृष्टिकोण के साथ प्रिंट करने के लिए, छवियों पर टॉमोग्राफिक पुनर्निर्माण किया जाता है। अब -2 डी छवियों को प्रिंटर पर भेजा जाना है। एक बार छवि बनाई जाने के बाद, कुछ कोशिकाओं को अलग और गुणा किया जाता है। इन कोशिकाओं को तब एक विशेष तरलीकृत सामग्री के साथ मिश्रित किया जाता है जो उन्हें जीवित रखने के लिए ऑक्सीजन और अन्य पोषक तत्व प्रदान करता है। कुछ प्रक्रियाओं में, कोशिकाएं सेलुलर स्फेरॉयड 500μm व्यास में encapsulated हैं। कोशिकाओं के इस एकत्रीकरण को मचान की आवश्यकता नहीं होती है, और एक्सट्रूज़न जैसी प्रक्रियाओं के लिए ट्यूबलर-जैसे ऊतक संलयन में रखने के लिए आवश्यक होता है।

Bioprinting
दूसरे चरण में, बायोइंक्स के रूप में जाने वाले कोशिकाओं, मैट्रिक्स और पोषक तत्वों का तरल मिश्रण प्रिंटर कारतूस में रखा जाता है और रोगियों के चिकित्सा स्कैन का उपयोग करके जमा किया जाता है। जब एक बायोप्रिंटेड प्री-टिशू को इनक्यूबेटर में स्थानांतरित किया जाता है, तो यह सेल-आधारित प्री-टिशू ऊतक में परिपक्व होता है।

जैविक संरचनाओं के निर्माण के लिए 3 डी बायोप्रिंटिंग में आमतौर पर ऊतक-जैसी त्रि-आयामी संरचनाओं को उत्पन्न करने के लिए लगातार परत-दर-परत दृष्टिकोण का उपयोग करके कोशिकाओं को एक जैव-संगत मचान पर वितरण करना शामिल होता है। 3 डी बायोप्रिंटिंग द्वारा किए गए यकृत और गुर्दे जैसे कृत्रिम अंगों को महत्वपूर्ण तत्वों की कमी के लिए दिखाया गया है जो रक्त वाहिकाओं, मूत्र एकत्र करने के लिए ट्यूबल, और इन अंगों के लिए आवश्यक अरबों कोशिकाओं के विकास जैसे शरीर को प्रभावित करते हैं। इन घटकों के बिना शरीर को अपने अंदरूनी हिस्सों में आवश्यक पोषक तत्वों और ऑक्सीजन को गहराई से प्राप्त करने का कोई तरीका नहीं है। यह देखते हुए कि शरीर में हर ऊतक स्वाभाविक रूप से विभिन्न कोशिका प्रकारों से बना है, इन कोशिकाओं को मुद्रित करने के लिए कई तकनीकों विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान कोशिकाओं की स्थिरता और व्यवहार्यता सुनिश्चित करने की उनकी क्षमता में भिन्न होती हैं। कोशिकाओं के 3 डी बायोप्रिंटिंग के लिए उपयोग की जाने वाली कुछ विधियां फोटोलिथोग्राफी, चुंबकीय बायोप्रिंटिंग, स्टीरियोलिथोग्राफी, और प्रत्यक्ष सेल एक्सट्रूज़न हैं।

पोस्ट-bioprinting
जैविक सामग्री से एक स्थिर संरचना बनाने के लिए पोस्ट बायोप्रिंटिंग प्रक्रिया आवश्यक है। यदि यह प्रक्रिया अच्छी तरह से बनाए रखा नहीं है, तो 3 डी मुद्रित वस्तु की यांत्रिक अखंडता और कार्य जोखिम पर है। वस्तु को बनाए रखने के लिए, यांत्रिक और रासायनिक दोनों उत्तेजनाओं की आवश्यकता होती है। ये उत्तेजना कोशिकाओं को रीमोडलिंग और ऊतकों के विकास को नियंत्रित करने के लिए सिग्नल भेजती हैं। इसके अलावा, हाल के विकास में, बायोरेक्टर प्रौद्योगिकियों ने ऊतकों की तेजी से परिपक्वता, ऊतकों के संवहनीकरण और प्रत्यारोपण से बचने की क्षमता की अनुमति दी है।

बायोरेक्टर या तो संवहनी पोषक परिवहन प्रदान करते हैं, माइक्रोग्राइटी वातावरण बनाते हैं, दबाव को बदलते हुए कोशिकाओं के माध्यम से प्रवाह का समाधान करते हैं, या गतिशील या स्थैतिक लोडिंग के लिए संपीड़न जोड़ते हैं। प्रत्येक प्रकार का बायोरेक्टर विभिन्न प्रकार के ऊतक के लिए आदर्श है, उदाहरण के लिए संपीड़न बायोरेक्टर मोटरिलेज ऊतक के लिए आदर्श हैं।

बायोप्रिंटिंग दृष्टिकोण
क्षेत्र के शोधकर्ताओं ने उचित जैविक और यांत्रिक गुणों के साथ निर्मित जीवित अंगों का उत्पादन करने के दृष्टिकोण विकसित किए हैं। 3 डी बायोप्रिंटिंग तीन मुख्य दृष्टिकोणों पर आधारित है: बायोमिमिरी, स्वायत्त स्व-असेंबली और मिनी-टिशू बिल्डिंग ब्लॉक।

बायोमिमिक्री
बायोप्रिंटिंग का पहला दृष्टिकोण बायोमिमिरी कहा जाता है। इस दृष्टिकोण का मुख्य लक्ष्य गठित संरचनाओं को बनाना है जो प्राकृतिक संरचना के समान हैं जो मानव शरीर में ऊतकों और अंगों में पाए जाते हैं। बायोमिमिरी को अंगों, ढांचे, और अंगों और ऊतकों के सूक्ष्मजीव के दोहराव की आवश्यकता होती है। बायोप्रिंटिंग में बायोमिमिरी के आवेदन में अंगों के समान सेलुलर और बाह्य कोशिका दोनों भागों को बनाना शामिल है। इस दृष्टिकोण को सफल होने के लिए, ऊतकों को सूक्ष्म पैमाने पर दोहराया जाना चाहिए। इसलिए, सूक्ष्म पर्यावरण, इस सूक्ष्मजीव में जैविक बलों की प्रकृति, कार्यात्मक और सहायक सेल प्रकारों का सटीक संगठन, घुलनशीलता कारक, और बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स की संरचना को समझना आवश्यक है।

स्वायत्त आत्म-असेंबली
बायोप्रिंटिंग का दूसरा दृष्टिकोण स्वायत्त आत्म-असेंबली है। यह दृष्टिकोण ब्याज के ऊतकों को दोहराने के लिए एक मॉडल के रूप में भ्रूण अंग विकास की भौतिक प्रक्रिया पर निर्भर करता है। जब कोशिकाएं अपने प्रारंभिक विकास में होती हैं, तो वे आवश्यक जैविक कार्यों और सूक्ष्म-वास्तुकला प्रदान करने के लिए अपने स्वयं के बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स बिल्डिंग ब्लॉक, उचित सेल सिग्नलिंग और स्वतंत्र व्यवस्था और पैटर्निंग बनाते हैं। स्वायत्त आत्म-असेंबली भ्रूण के ऊतकों और अंगों की विकास तकनीकों के बारे में विशिष्ट जानकारी मांगती है। एक “मचान मुक्त” मॉडल है जो स्व-संयोजन स्फेरॉयड का उपयोग करता है जो विकसित ऊतकों के समान संलयन और सेल व्यवस्था के विषय में है। स्वायत्त आत्म-असेंबली कोशिका पर हिस्टोजेनेसिस के मौलिक चालक के रूप में निर्भर करती है, जो इन ऊतकों के निर्माण खंडों, संरचनात्मक और कार्यात्मक गुणों का मार्गदर्शन करती है। यह बायोप्रिंटेड ऊतकों को बनाने के लिए घिरे सूक्ष्म पर्यावरण के साथ-साथ भ्रूण ऊतकों के तंत्र के विकास के बारे में गहरी समझ की मांग करता है।

मिनी ऊतक
बायोप्रिंटिंग का तीसरा दृष्टिकोण जैव-चिकित्सा और आत्म-असेंबली दृष्टिकोण दोनों का संयोजन है, जिसे मिनी ऊतक कहा जाता है। अंग और ऊतक बहुत छोटे कार्यात्मक घटकों से बने होते हैं। मिनी-टिशू दृष्टिकोण इन छोटे टुकड़ों को लेता है और निर्माण करता है और उन्हें बड़े ढांचे में व्यवस्थित करता है।

प्रिंटर
साधारण स्याही प्रिंटर के लिए अकीन, बायोप्रिंटर्स के पास तीन प्रमुख घटक होते हैं। ये हार्डवेयर इस्तेमाल किए जाते हैं, जैव-स्याही का प्रकार, और सामग्री जिसे मुद्रित किया जाता है (बायोमटेरियल्स)। “जैव-स्याही जीवित कोशिकाओं से बना एक पदार्थ है जो एक तरल की तरह व्यवहार करता है, जिससे लोगों को वांछित आकार बनाने के लिए” प्रिंट “करने की इजाजत मिलती है। जैव-स्याही बनाने के लिए, वैज्ञानिक कोशिकाओं की एक घोल बनाते हैं जिन्हें लोड किया जा सकता है एक कारतूस और एक विशेष रूप से डिजाइन किए गए प्रिंटर में डाला गया, जिसमें एक अन्य कारतूस भी शामिल है जिसमें जैव-पेपर के नाम से जाना जाता है। ”

बायोप्रिंटिंग में, तीन प्रमुख प्रकार के प्रिंटर हैं जिनका उपयोग किया गया है। ये इंकजेट, लेजर-सहायता, और एक्सट्रूज़न प्रिंटर हैं। इंकजेट प्रिंटर मुख्य रूप से तेज़ और बड़े पैमाने पर उत्पादों के लिए बायोप्रिंटिंग में उपयोग किए जाते हैं। एक प्रकार का इंकजेट प्रिंटर, जिसे ड्रॉप-ऑन-डिमांड इंकजेट प्रिंटर कहा जाता है, सटीक मात्रा में सामग्री प्रिंट करता है, लागत और अपशिष्ट को कम करता है। लेजर का उपयोग करने वाले प्रिंटर उच्च-रिज़ॉल्यूशन प्रिंटिंग प्रदान करते हैं; हालांकि, ये प्रिंटर अक्सर महंगे होते हैं। एक्सट्रूज़न प्रिंटर 3 डी प्रिंटिंग बनाने के लिए 3 डी प्रिंटिंग की तरह, परत-दर-परत कोशिकाओं को मुद्रित करता है। केवल कोशिकाओं के अलावा, बाहर निकालना प्रिंटर कोशिकाओं के साथ जुड़े हाइड्रोगल्स का भी उपयोग कर सकते हैं।

आवेदन
पुनरुत्पादक दवा के क्षेत्र ने जैविक ऊतकों के लिए कार्यात्मक विकल्प बनाने की क्षमता में हाल के दशकों में काफी प्रगति की है। यद्यपि एक दशक से अधिक समय तक, जीवित कोशिकाओं और बायोमटेरियल्स (आमतौर पर हाइड्रोगेल) को बायो-प्रिंटिंग के माध्यम से मुद्रित किया गया है, बाह्य कोशिकीय मैट्रिस के आधार पर 2 9 पारंपरिक दृष्टिकोण और माइक्रोइंजिनियर सटीक बायोमेमेटिक गुणों के साथ ऊतकों का उत्पादन करने की उनकी क्षमता में सीमित रहते हैं।

2013 में, ऑर्गनोवो ने बायो-प्रिंटिंग तकनीकों के माध्यम से एक मानव यकृत का उत्पादन किया। हालांकि, शरीर प्रत्यारोपण के लिए उपयुक्त नहीं था और मुख्य रूप से दवाओं के लिए स्क्रीनिंग के साधन के रूप में उपयोग किया जाता था 30।

2017 में बायो-प्रिंटिंग का उपयोग
बायोप्रिंटिंग पहले ही जीवित संरचनाएं बनाना संभव बनाता है। सेलुलर जीवित पदार्थ दुनिया भर में कई प्रयोगशालाओं में मुद्रित होता है, सेल ऊतक व्यवहार्य होते हैं और बायो-प्रिंटिंग सेल भेदभाव को प्रभावित नहीं करती है। कुछ तकनीकों को कुछ सफलता के साथ चिकित्सा उपचार में लागू किया गया है। 3 डी बायो-प्रिंटिंग का इस्तेमाल पहले से ही कई ऊतकों के उत्पादन और प्रत्यारोपण के लिए किया जा रहा है, जिसमें मल्टीलायर त्वचा, हड्डी, संवहनी ग्राफ्ट, ट्रेसील प्रोस्थेस, हृदय संबंधी ऊतक और उपास्थि संरचनाएं शामिल हैं।

जटिल अंगों की छपाई दुनिया भर में गहन शोध का विषय है। उदाहरण के लिए दिल, पैनक्रिया, यकृत या गुर्दे के लिए। 2017 की शुरुआत से, इस शोध ने अभी तक प्रत्यारोपण का नेतृत्व नहीं किया था।

मई 2017 में, शोधकर्ताओं ने माउस अंडाशय का उत्पादन करने के लिए जैव-संपीड़न का उपयोग किया। कृत्रिम अंडाशय के साथ प्रत्यारोपित बाँझ चूहों सामान्य रूप से स्वस्थ शिशु चूहों को अंडाकार, वितरित करने और खिलाने में सक्षम थे। अध्ययन 3-डी मुद्रण की सहायता से इस तरह के परिणाम प्राप्त करने वाला पहला व्यक्ति है।

त्वचा के लिए वर्तमान प्रगति।
शोधकर्ताओं ने विभिन्न संरचनाओं और सेल प्रकारों को मुद्रित करने में कामयाब रहे: केरातिनोसाइट्स के बहुआयामी (त्वचा की सतही परत की कोशिकाओं और सतही शरीर के विकास: नाखून, बाल, बाल) और कोलेजन।

2010 में, बोर्डेक्स प्रयोगशाला ने एक छोटे से छेद के साथ एक जीवित माउस की खोपड़ी पर सीधे हड्डी कोशिकाओं (हड्डी के ऊतकों को नवीनीकृत और समेकित करने के लिए) मुद्रित करने में कामयाब रहे। रोगी पर सीधे प्रिंटिंग के मामले में हम विवो में प्रिंटिंग की बात करते हैं। शोधकर्ताओं ने बाद में मुद्रित मेसेंचिमल कोशिकाओं को हटाकर एक हड्डी भाग और त्वचा का एक हिस्सा मुद्रित करने के लिए एक ही सिद्धांत का उपयोग किया। Mesenchymal कोशिकाओं कंकाल, ऊतक और वसा जैसे कंकाल ऊतकों से संबंधित कई प्रकार की कोशिकाओं का उत्पादन कर सकते हैं। वे भ्रूण के मेसेंचिम में और वयस्कों में बहुत कम मात्रा में पाए जाते हैं। डॉक्टरफैबियन गिलेमोट ने चूहों पर पहले परीक्षणों पर टिप्पणी की: “प्राप्त किए गए परिणाम बहुत निर्णायक हैं। मुद्रित कोशिकाओं ने अपने सभी कार्यों को बरकरार रखा और प्रिंटिंग के दो महीने बाद गुणा किया। पहले विषयों में उपचार के संकेत दिखाई दिए। हनोवर लेजर सेंटर के लिए समान परिणाम जर्मनी: कपड़े बिना किसी अस्वीकृति के जानवर के घाव की मरम्मत करता है।

अमेरिकी कंपनी ऑर्गनोवो बाजार चिकित्सा अनुसंधान के लिए त्वचा के नमूने मुद्रित। इन कार्यात्मक जैविक ऊतकों का उपयोग दवा कंपनियों द्वारा उपचार के प्रभावों और बीमारियों पर उनके प्रभाव का परीक्षण करने के लिए किया जाता है। बीमारियों और उनके विकास को बेहतर ढंग से समझने के लिए कंपनी रोगग्रस्त ऊतक के मॉडल भी प्रिंट कर रही है। लक्ष्य दवा अणुओं की प्रभावशीलता का परीक्षण करने और नैदानिक ​​परीक्षणों की लागत को कम करने के लिए भी है। बड़े कॉस्मेटिक समूह मार्केटिंग से पहले देखभाल की विषाक्तता का आकलन करने के लिए नमूने का उपयोग करते हैं और 2013 से यूरोप में प्रतिबंधित पशु परीक्षण के विकल्प खोजने के लिए नमूने का उपयोग करते हैं।

महत्वपूर्ण अंगों के लिए वर्तमान प्रगति
मुद्रित ऊतकों के संवहनीकरण की समस्या को दूर करने के लिए नई तकनीकों का विकास किया गया है। एक तकनीक वास्तव में प्रिंट करती है जैसे हाइड्रोगेल धारक में कोलेजन और अन्य जैविक फाइबर युक्त मुलायम ऊतक। मुद्रित कपड़े तब कोशिकाओं और संरचना को नुकसान पहुंचाए बिना समर्थन पिघलने से पुनर्प्राप्त किया जाता है। इस सिद्धांत के बाद, मादा, कोरोनरी धमनियों, रक्त वाहिकाओं और भ्रूण दिल के मॉडल पहले ही सफलतापूर्वक मुद्रित किए जा चुके हैं। ये कोशिका ऊतक अंगों को ऑक्सीजन करने के लिए जरूरी हैं लेकिन अभी तक मनुष्यों पर परीक्षण नहीं किया गया है और यकृत, फेफड़ों या दिल जैसे अंगों के पूर्ण संवहनीकरण की अनुमति नहीं देते हैं।

Vasculature के क्षेत्र में प्रगति के लिए धन्यवाद, अब छोटे अंग बनाने के लिए संभव है। उदाहरण के लिए, ऑर्गनोवो ने फेफड़ों और दिल की मांसपेशियों के टुकड़ों जैसे विभिन्न प्रकार के जटिल ऊतक छपाई के साथ प्रयोग किया है। वह किडनी का टुकड़ा (4 मिमी चौड़ी मोटी 1 मिमी) बनाने में कामयाब रही जो प्रयोगशाला से 5 दिन बचे। उन्होंने एक पुनर्निर्मित मानव यकृत भी बनाया जो 40 दिनों तक कार्यात्मक रहा। यह जिगर नमूना (0.5 मिमी मोटाई से 3 मिमी 2) एंजाइम, प्रोटीन और कोलेस्ट्रॉल का उत्पादन करने में सक्षम था यह अंगों के जीवन से गुणा हो सकता है जो हो सकता है। इसी प्रकार, चीनी शोधकर्ता गुर्दे विकसित करते हैं जिनकी उम्र वर्तमान में 4 महीने तक सीमित है।

“हमें शोध जारी रखने और अधिक जानकारी इकट्ठा करने की जरूरत है, लेकिन तथ्य यह है कि ऊतक यकृत की तरह व्यवहार करता है, यह बताता है कि जब यह दवाओं के साथ परीक्षण शुरू होता है तो यह व्यवहार करना जारी रखेगा। ऑर्गनोवो के सीईओ कीथ मर्फी कहते हैं। कंपनी ऑर्गनोवो हाल ही में जिगर ऊतक का व्यावसायीकरण करता है जो कम से कम 42 दिनों तक कार्यात्मक रहता है। इन अंग नमूनों का चिकित्सा अनुसंधान के लिए है। लेकिन आज तक, इन हिस्सों में से कोई भी जीवित जीवों के साथ एकीकृत नहीं हुआ है।

अक्टूबर 2016 में, हार्वर्ड शोधकर्ताओं ने एकीकृत सेंसर के साथ दुनिया के पहले ऑन-चिप दिल को बायो-प्रिंट किया। डिवाइस, जो एक सूक्ष्म-शारीरिक प्रणाली है, मानव ऊतक के व्यवहार की नकल करता है। यह समापन सबसे परिष्कृत अंग-ऑन-चिप है, जिसमें फेफड़ों, भाषाओं और ऑन-चिप आंतों की तुलना में भी इस टीम द्वारा उत्पादित किया गया है। इस बायो-मुद्रित अंग-पर-चिप अनुप्रयोग के विकास से पशु परीक्षण पर चिकित्सा अनुसंधान की निर्भरता कम हो सकती है।

अन्य निकाय
इंग्लैंड के कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने जैव-प्रिंटर के माध्यम से चूहे की रेटिना में तंत्रिका कोशिकाओं को फिर से बनाने की अपनी क्षमता की घोषणा की। प्रिंटर चूहे स्टेम कोशिकाओं से गैंग्लियन सेल कारतूस और ग्लियल सेल कारतूस को जोड़ने में सक्षम है। अस्वीकृति के जोखिम को खत्म करते हुए इस प्रत्यारोपण ने जानवर को अपने दृश्य दृश्यता को पुनर्प्राप्त करने की अनुमति दी है। और अप्रैल 2013 में, प्रिंसटन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने एक बायोनिक कान की छाप छोड़ी: यह कार्बिल कोशिकाओं और नैनोपार्टिकलेस्टो को उपास्थि में ढाला एंटीना जोड़ती है। इस प्रकार उत्पन्न कान प्राकृतिक प्राकृतिक कान के साथ अजीब रेडियो आवृत्तियों को सुन सकता है।

कोलंबिया विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक जैव मुद्रित दांतों और जोड़ों के निर्माण पर काम कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, इस टीम ने चूहे के जबड़े में मुद्रित 3 डी संरचना से बनाई गई एक incisor लगाया। दो महीनों में, प्रत्यारोपण ने अस्थिबंधकों के विकास की अनुमति दी है जो नवगठित दांतों और हड्डियों का समर्थन करते हैं। शोध दल ने खरगोशों पर बायो-मुद्रित हिप हड्डियों को भी लगाया, जो कुछ हफ्तों के बाद अपने नए जोड़ों के साथ चलना शुरू कर दिया।

चुनौतियां
हालांकि प्रिंट करने योग्य अंगों के उत्पादन में सफलताएं की गई हैं, नैदानिक ​​कार्यान्वयन, विशेष रूप से जटिल अंगों के संबंध में, आगे अनुसंधान और विकास की आवश्यकता है। जैविक मुद्रण के लिए आवश्यक सेलुलर प्रसार एक कृत्रिम और नियंत्रित वातावरण में किया जाता है जिसमें मार्कर और प्राकृतिक जैविक प्रक्रियाओं की कमी होती है। इन गुणों की अनुपस्थिति अक्सर उपयुक्त रूपरेखा और सेल भेदभाव के विकास को रोकती है। जब उपस्थित होते हैं, तो ये स्थितियां मुद्रित अंग को विवो में स्थितियों की नकल करने की अनुमति देती हैं। और एक संरचना को अपनाने और जैविक विकास के विपरीत पर्याप्त कार्यप्रणाली को कोशिकाओं 34 के गठन के एक साधारण मचान के रूप में माना जाता है। कुछ तकनीकी चुनौतियां होने के लिए हल में शामिल हैं:

संवहनीकरण: त्वचा 35 जैसे मूल सेलुलर ऊतकों को बनाना संभव है, उदाहरण के लिए, जटिल अंग बनाना असंभव है। दरअसल, वैज्ञानिक कैशिलरी जैसे रक्त वाहिकाओं को फिर से नहीं बना सकते हैं क्योंकि वे लंबे, पतले और ट्यूबलर होते हैं और प्रिंटर की शुद्धता बहुत कम होती है। इसलिए किसी भी अंग का प्रभाव असंभव है क्योंकि कोशिकाओं को ऑक्सीजन और ग्लूकोज से खिलाया नहीं जाएगा और बहुत जल्दी मर जाएगा। इसके अलावा, अब तक मुद्रित सेल त्वचा ऊतक संवहनीकृत नहीं हैं और इसलिए ग्राफ्टिंग के लिए उपयुक्त नहीं हैं। जैसे ही उनकी मोटाई 400 माइक्रोन से अधिक हो जाती है, सेल ऊतकों को संवहनीकरण की आवश्यकता होती है।
तंत्रिका तंत्र: तंत्रिका तंत्र एक महान जटिलता प्रस्तुत करता है। नसों के बिना, बनाई गई मांसपेशियों को संचालित नहीं किया जा सकता है और इसे तैयार नहीं किया जा सकता है।
प्लुरिपोटेंट कोशिकाएं: बायो-प्रिंटिंग में प्लुरिपोटेंट कोशिकाओं की एक बड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है।
मुद्रित कोशिकाओं का अस्तित्व का समय: अभी के लिए, मुद्रित कपड़े बहुत लंबे समय तक नहीं रहते हैं क्योंकि वे अपने प्राकृतिक वातावरण में नहीं हैं। उदाहरण के लिए, कंपनी ऑर्गनोवो 4 मिमी की एक छोटी किडनी को 1 मिमी तक मुद्रित करने में कामयाब रही लेकिन यह केवल 5 दिनों तक जीवित रही।
कीमत: उच्च अंत कार्यात्मक जैविक प्रिंटर की लागत बहुत महंगा है, इसलिए उन्हें शायद ही कभी छोटे शोध प्रयोगशालाओं या अस्पतालों द्वारा अधिग्रहित किया जा सकता है। दरअसल, एक जैविक प्रिंटर में कई सैकड़ों हजार यूरो खर्च होते हैं।
अंगों का जटिल संगठन: उदाहरण के लिए, एक गुर्दा दस लाख नेफ्रोन से बना होता है जो रक्त निस्पंदन और मूत्र उत्पादन प्रदान करता है। प्रत्येक नेफ्रॉन में कई उपनिवेश होते हैं जैसे ग्लोमेरुली स्वयं चार प्रकार की कोशिकाओं से बना है … यह संगठन परत द्वारा परत मुद्रित करने के लिए बहुत जटिल है।
गंभीरता: प्रिंटिंग के लिए सबसे ज्यादा ज्ञात जैविक तकनीक के साथ भी, वैज्ञानिकों को गुरुत्वाकर्षण की वजह से ऊतक परत को परत से मुद्रित करने के लिए मजबूर किया जाता है, जो बड़े निकायों के गठन को बहुत जटिल बनाता है, अपने वजन के नीचे गिरता है और आणविक संरचनाओं को विकृत करता है।
वैज्ञानिक ज्ञान: यह जटिल अंगों के विकास और मुद्रण के लिए शायद सबसे बड़ी बाधा है। मानव शरीर पर वैश्विक ज्ञान की कमी तंत्रिका तंत्र या शरीर के morphogenesis जैसे कई क्षेत्रों में महसूस किया जाता है।

हाल ही हुए परिवर्तनें

vascularization
अप्रैल 2017 में, कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय की एक शोध टीम तथाकथित “सूक्ष्म निरंतर ऑप्टिकल बायो-इंप्रेशन” (μCOB) बायो-प्रिंटिंग विधि का उपयोग करके जटिल त्रि-आयामी सूक्ष्मजीवों के साथ संवहनीकृत ऊतक का उत्पादन करने में सफल रही। मुद्रित ऊतकों के विवो प्रत्यारोपण में प्रक्षेपित ऊतक में एंडोथेलियल नेटवर्क के अस्तित्व और प्रगतिशील गठन का प्रदर्शन किया।

तीव्रता
वैज्ञानिकों को गुरुत्वाकर्षण के कारण कोशिकाओं की लगातार परतों में सेल अंगों और ऊतकों को मुद्रित करने के लिए मजबूर होना पड़ता है। उनके अनुसार, अगर कोई वजनहीनता के छद्म अवस्था में अंगों को प्रिंट करता है उदाहरण के लिए चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से, कोशिकाओं को सही ढंग से और विरूपण के बिना रखा जा सकता है।

प्रोफेसर व्लादिमीर मिरोनोव और शोधकर्ताओं की उनकी टीम अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर किए जाने वाले परीक्षणों के लिए समझौते पर पहुंच गई है।

गुरुत्वाकर्षण की इस घटना का मुकाबला करने के लिए, प्रोफेसर एडम फेनबर्गन की टीम को कोशिकाओं को हाइड्रोगेल (पानी आधारित जेलाटिनस घन) के घन में जमा करने का विचार था। इस प्रकार जमा की गई कोशिकाएं हाइड्रोगेल में निलंबन में रहती हैं जो उन्हें पर्याप्त सेलुलर कनेक्शन बनाने का समय देती है ताकि बनाए गए अंग विकृत न हों। जेल शरीर के तापमान (37 डिग्री सेल्सियस) पर पानी में पिघला देता है। एक बार कनेक्शन स्थापित हो जाने के बाद, बरकरार गठित अंग को ठीक करने के लिए 37 डिग्री सेल्सियस पर पानी में हाइड्रोगेल घन को डुबोने के लिए पर्याप्त है।

जटिल संगठन
आईएनएसईआरएम बोर्डो के शोधकर्ताओं की टीम फैबियन गिलेमोट के नेतृत्व में एक कार्यात्मक किडनी को फिर से बनाना है। इसके लिए, उन्होंने परत द्वारा परत को मुद्रित न करने का निर्णय लिया, लेकिन टुकड़े टुकड़े [परिशुद्धता की आवश्यकता] द्वारा टुकड़ा।दरअसल, गुर्दे का डिज़ाइन ऑपरेशन परत मुद्रित करना असंभव है, आईएनएसईआरएम की टीम पहले ग्लोमेरुली बनाना चाहता है कि फिर से नेफ्रोन बनाने के लिए इकट्ठा किया जा सकता है, जो खुद को एक क्रियात्मक किडनी बनाने के लिए इकट्ठा किया जाता है।

Pluripotent कोशिकाओं
2012 में, जापानी शोधकर्ता शिन्या यामानका ने त्वचा कोशिकाओं जैसे विभेदित कोशिकाओं से कार्यात्मक प्लुरिपोटेंट स्टेम कोशिकाएं सफलतापूर्वक बनाया गया। दरअसल, चूहों पर अनुसंधान और के 7 साल के बाद, जापानी शोधकर्ता ने पाया कि जीन को प्लूरिपोटेंट स्टेम कोशिकाओं के गैर-भिन्नता को एन्कोड करने और उन्हें अलग-अलग सेल के अनुवांशिक मेकअप में रखना, यह अंतिम प्लुरिपोटेंट बन जाता है। इस खोज ने उन्हें चिकित्सा में नोबेल पुरस्कार अर्जित किया।नतीजतन, एक प्लानिपोटेंट स्टेम सेल संस्कृति बनाना संभव है जो बिना किसी अस्थि मज्जा नमूने के किसी व्यक्ति के लिए विशिष्ट हो।

इन विभेदित कोशिकाओं को स्टेम कोशिकाओं में पुन: प्रोग्राम किया जाता है यह अंग्रेजी अंग्रेजी प्लसिपोटेंट स्टेम कोशिकाओं या फ्रेंच में प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम कोशिकाएं आईपी कोशिकाओं के रूप में नामित किया जाता है।