حیاتیاتی مواد حیاتیاتی نظاموں کے ساتھ تعامل کرتے ہیں اور جانداروں کی تشخیص کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ بیمار یا خراب ٹشوز کا علاج، مرمت اور تبدیلی۔ ایک عضو یا مواد کی ایک قسم جو اس کے کام کو بڑھاتی ہے۔
حالیہ برسوں میں، لوگوں کے معیار زندگی میں مسلسل بہتری اور اوسط عمر میں توسیع کے ساتھ، بائیو میڈیکل مواد کی مانگ میں تیزی سے اضافہ ہوا ہے۔ علاج کے بہترین موقع سے فائدہ اٹھانے اور مریض کے درد کو دور کرنے کے لیے انسانی امپلانٹس کو ہر مریض کے لیے انفرادی طور پر ڈیزائن اور فوری طور پر تیار کرنے کی ضرورت ہے۔ تاہم، روایتی پروسیسنگ کے طریقوں کا ایک طویل چکر اور زیادہ لاگت ہوتی ہے، خاص طور پر پیچیدہ شکلوں والے حیاتیاتی امپلانٹس کے لیے جنہیں روایتی تکنیکوں سے چلانے اور کنٹرول کرنا مشکل ہوتا ہے۔
بائیو میڈیکل مواد تیار کرنے کے لیے SLS ٹیکنالوجی
ایس ایل ایس ٹکنالوجی کے ذریعہ تیار کردہ بایومیڈیکل مواد بنیادی طور پر بایومیڈیکل پولیمر مواد، بائیو میڈیکل میٹل میٹریل اور بائیو میڈیکل کمپوزٹ مواد ہیں۔ یہ طبی مواد بنیادی طور پر طبی میدان میں طبی ماڈلز، امپلانٹس اور مصنوعی اعضاء، اور ٹشو انجینئرنگ کے سہاروں کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
1. میڈیکل ماڈل
بائیو میڈیسن کے میدان میں ایس ایل ایس ٹیکنالوجی کا ابتدائی اطلاق طبی ماڈل بنانا تھا تاکہ طبی تشخیص اور سرجری کا طبی ڈیزائن اور منصوبہ بندی، جراحی کے طریقہ کار کی نقل، اور طبی تعلیم فراہم کی جا سکے۔ پیچیدہ خمیدہ سطحوں اور بہت سے کھوکھلے ڈھانچے کے ساتھ، جراحی کی مرمت میں Craniomaxillofacial خرابی ایک عام بیماری ہے۔ مرمت کے موجودہ طریقوں میں سے کوئی بھی انفرادی کھوپڑی اور جبڑے کی مثالی شکل حاصل نہیں کر سکتا، اور صرف چہرے کی شکل کو تقریباً بحال کر سکتا ہے، جو مریض کی جمالیاتی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا۔ SLS ٹیکنالوجی ایک پرسنلائزڈ سکل ماڈل بنانے کے لیے ایک انتہائی قابل عمل حل ہے۔ مخصوص آپریشن کا عمل ہے:
① ماڈلنگ کا مواد۔ اینٹی سیپٹیک کھوپڑی کا نمونہ منتخب کریں۔
② CT اسکین۔ ایک CT سکینر کھوپڑی کے نمونے پر مسلسل سرپل سکیننگ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور حاصل کردہ ٹوموگرافک امیجز کو تعمیر نو کے ورک سٹیشن میں منتقل کیا جاتا ہے اور DICOM فارمیٹ میں محفوظ کیا جاتا ہے۔
③تین جہتی ماڈل کی تعمیر نو۔ DICOM فارمیٹ امیج فائل کو خود بخود پڑھنے کے لیے Mimics سافٹ ویئر کا استعمال کیا جاتا ہے۔ ہڈی کے ٹشو کے علاقے کی شناخت، نکالنے اور تین جہتی سپرپوزیشن کے ذریعے، کھوپڑی کی خرابی کے ہندسی ماڈل کی تین جہتی تعمیر نو مکمل ہو گئی ہے۔ دوبارہ تشکیل شدہ ڈیٹا CTM ماڈیول کے ذریعے STL فارمیٹ فائل میں آؤٹ پٹ ہے۔
④SLS ریپڈ پروٹو ٹائپنگ۔ MagicsRP entity layering سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے، STL فارمیٹ فائلوں کو SLS کے لیے درکار ٹوموگرافک STL فائل تیار کرنے کے لیے ایک خاص وقفے پر تہہ کیا جاتا ہے، اور پھر پرتوں والی STL فائل کو ماڈل پر کارروائی کرنے کے لیے SLS بنانے والی مشین میں ان پٹ کیا جاتا ہے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ سی ٹی سکیننگ، سہ جہتی ماڈلنگ اور ایس ایل ایس تکنیکوں کا جامع استعمال مختلف مریضوں کے لیے مختلف منصوبوں کو ڈیزائن کرنے کے لیے، ذاتی نوعیت کے نقائص کے ماڈلز کی شکل، ساخت اور سائز اور بحالی کے ماڈل بنیادی طور پر کھوپڑی کے نمونوں کی طرح ہی ہیں۔ ، جو جبڑوں کے مطابق ہیں۔ چہرے کی سرجری کی ضروریات کو آپریشن سے پہلے کی تشخیص اور جراحی کی منصوبہ بندی کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
2. امپلانٹس اور مصنوعی اعضاء
امپلانٹ اور مصنوعی اعضاء انسانی جسم کے ساتھ ہم آہنگ حیاتیاتی مواد سے بنے ہیں، اور انسانی جسم کو لگانے یا پہننے کے بعد علاج اور بحالی میں اپنا کردار ادا کر سکتے ہیں۔ بائیو میڈیکل انجینئرنگ کے نقطہ نظر سے، امپلانٹر کو درج ذیل 3 شرائط کو پورا کرنا ضروری ہے:
①ورزش کے دوران جسم کے اپنے وزن اور اثرات کو برداشت کرنے کے لیے کافی مکینیکل طاقت؛
②نقص کی جگہ اور آس پاس کے ٹشوز سے ملنے کے لیے انفرادی ملاپ؛
③اچھی حیاتیاتی بافتوں کی مطابقت۔ تاہم، موجودہ حروف میں انفرادی مماثلت کی کمی ہے۔
مادی سائنس، کمپیوٹر ٹیکنالوجی اور ایس ایل ایس ٹیکنالوجی کی تیز رفتار ترقی نے امپلانٹس کی انفرادی ڈیزائن، تیزی سے تیاری اور مقبولیت کو ممکن بنایا ہے۔
پیچیدہ جسم کو تیار کرنے کے لیے استعمال ہونے والے دو طریقے مشترک ہیں: سب سے پہلے، بحالی کے ماڈل کو حاصل کرنے کے لیے CT اسکین اور تین جہتی تعمیر نو کا استعمال کیا جاتا ہے، پھر اس کو SLS ٹیکنالوجی کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے، اور آخر میں مصنوعی پیچیدہ جسم حاصل کیا جاتا ہے۔ دوبارہ کام کرنے کے عمل سے۔ روایتی پیداواری طریقوں کے مقابلے میں، یہ وقت اور مادی اخراجات کو بچاتا ہے، پیداواری مراحل اور اخراجات کو کم کرتا ہے، اور بائیو میڈیسن کے میدان میں SLS ٹیکنالوجی کے فروغ اور اطلاق کے لیے ایک بنیاد فراہم کرتا ہے۔
3. ٹشو انجینئرنگ کا سہارہ
ٹشو انجینئرنگ ایک ابھرتا ہوا کراس ڈسپلن ہے جو انجینئرنگ سائنس اور لائف سائنس کے اصولوں اور طریقوں کو لاگو کرتا ہے تاکہ خراب ٹشوز یا اعضاء کے کام کو بحال کرنے، برقرار رکھنے یا بہتر کرنے کے لیے حیاتیاتی متبادل تیار کیا جا سکے۔ ٹشو انجینئرنگ کے سہاروں میں استعمال ہونے والے بائیو میٹریل کو درج ذیل ضروریات کو پورا کرنے کی ضرورت ہے:
① تین جہتی غیر محفوظ نیٹ ورک کا ڈھانچہ سیل کے پھیلاؤ اور غذائی اجزاء اور میٹابولک فضلہ کی منتقلی میں سہولت فراہم کرتا ہے۔
②اچھی بایو کمپیٹیبلٹی، یعنی کوئی واضح سائٹوٹوکسائٹی، اشتعال انگیز ردعمل اور مدافعتی رد عمل؛
③مناسب بایوڈیگریڈیبلٹی، اور انحطاط کی شرح نئے بافتوں کے خلیوں کی نشوونما اور تولید سے میل کھاتی ہے۔
④سیل کی چپکنے، پھیلاؤ اور تفریق کو آسان بنانے کے لیے مناسب سطح کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات؛
⑤ بعض بایو مکینیکل خصوصیات جسم کے حیاتیاتی ماحول میں ساخت اور ظاہری شکل کے استحکام اور سالمیت کو برقرار رکھ سکتی ہیں۔
ٹشو انجینئرنگ کے سہاروں کے لیے استعمال ہونے والے مواد میں بنیادی طور پر قدرتی بائیو میٹریلز، بائیو سیرامکس اور مصنوعی پولیمر مواد شامل ہیں۔ روایتی تیاری کے عمل سے حاصل کیے جانے والے ٹشو انجینئرنگ اسکافولڈز جیسے فائبر بانڈنگ کا طریقہ، سلوشن کاسٹنگ لیچنگ کا طریقہ، فیز سیپریشن کا طریقہ، گیس فومنگ کا طریقہ، اور پارٹیکل سنٹرنگ کا طریقہ ناقص میکانکی طاقت، چھیدوں کے اندر داخل ہونے کی کم ڈگری، چھید اور تاکنا ڈھانچہ کنٹرولیبلٹی ہے۔ لچکدار نہیں.
SLS ریپڈ پروٹو ٹائپنگ ٹیکنالوجی پولیمر یا پولیمر/بائیو سیرامک کمپوزٹ کی سلیکٹیو sintering کا استعمال اسٹینٹ بنانے کے لیے کرتی ہے۔ اسٹینٹ کے مائیکرو اسٹرکچر کو SLS پروسیس کے پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کرکے کنٹرول کیا جاسکتا ہے، اور حاصل کردہ اسٹینٹ تمام غیر محفوظ ڈھانچے ہیں۔
بائیو میڈیکل مواد تیار کرنے کے لیے SLS ٹیکنالوجی نہ صرف مختلف مریضوں کی انفرادی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے ذاتی نوعیت کے ڈیزائن اور پروسیسنگ کو حاصل کر سکتی ہے، بلکہ بائیو میڈیکل مواد کے مائکرو اسٹرکچر اور میکانیکی خصوصیات کو ان کے عمل کے پیرامیٹرز اور پوسٹ پروسیسنگ کے طریقوں کو ایڈجسٹ کر کے لچکدار طریقے سے کنٹرول کر سکتی ہے۔ تاہم، SLS ٹیکنالوجی کے ذریعے تیار کردہ بایومیڈیکل مواد میں عام طور پر مسائل ہوتے ہیں جیسے کہ کم کثافت، کھردری سطح اور کم مکینیکل خصوصیات، خاص طور پر پولیمر اور پولیمر/سیرامک مرکب مواد، جو بائیو میڈیکل مواد کی مکینیکل مطابقت کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتے۔ تاہم، ایس ایل ایس ٹیکنالوجی کی ان خصوصیات کا استعمال کرتے ہوئے، کھردرا اور غیر محفوظ دھاتی مواد تیار کرنا آسان ہے جو خلیے کی چپکنے اور بڑھنے کے لیے سازگار ہوں، خاص طور پر ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم الائے مواد جو بہترین بایو کمپیٹیبلٹی اور مکینیکل خصوصیات کے ساتھ ہیں۔ یہ ہوگا SLS ٹیکنالوجی بائیو میڈیکل مواد کی تیاری کے میدان میں ترقی کی ایک اہم سمت ہے۔