నరాల సంబంధిత శస్త్రచికిత్సలు సులువుగా నిర్వహించడానికి ఉపకరించే జెల్ ఆధారిత 3D వాహికను బెంగుళూరుకు చెందిన ఇండియన్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్  అభివృద్ధి చేసింది. జెల్ ఆధారంగా పనిచేసే త్రీ-డైమెన్షనల్ (3D) ప్రింటింగ్ టెక్నాలజీ శస్త్రచికిత్స జరుగుతున్న సమయంలో సమీపంలోని శరీర కణాలు మరియు సిరలను ప్రభావితం చేయకుండా నరాల వాహిక ఏర్పాటయ్యే విధంగా చూస్తుంది.దీనివల్ల  శస్త్రచికిత్సలో సంక్లిష్టత తగ్గుతుంది.  నరాల గాయాలు వేగంగా నయం అయ్యే విధంగా సహకరిస్తుంది. 

 ఆటోగ్రాఫ్ట్‌ విధానంలో నరాలకు తగిలే గాయాలకు చికిత్స అందించడం జరుగుతోంది. శస్త్ర చికిత్సలో  పాలిమర్-ఆధారిత వాహికలను  ప్రత్యామ్నాయ విధానంగా ఉపయోగించే ప్రయత్నాలు  జరుగుతున్నాయి. అయితే, ఈ చికిత్సా విధానంలో అనేక పరిమితులు ఎదురవుతున్నాయి. ఈ విధానంలో చికిత్స అందించినప్పుడు ఆటోగ్రాఫ్ట్‌ల విషయంలో దాత ఆరోగ్యం, శస్త్ర చికిత్స తర్వాత  అత్యంత నైపుణ్యం కలిగిన మైక్రో సర్జరీల ద్వారా కుట్లు వేయడం,కుట్లు వేసిన తర్వాత ఎదురయ్యే  సమస్యలు వంటి అనేక పరిమితులు  ఎదురవుతున్నాయి. 

ఈ వైద్యపరమైన పరిమితులు అధిగమించడానికి   బెంగళూరులోని ఇండియన్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ (IISc) పరిశోధనలు చేపట్టింది. దీనిలో భాగంగా  త్రీ-డైమెన్షనల్ (3D) ప్రింటింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించి ఒక స్మార్ట్ జెల్-ఆధారిత షీట్‌ను సంస్థ అభివృద్ధి చేసింది. ఈ విధానాన్ని ఉపయోగించే  శస్త్రచికిత్స చేస్తున్న  సమయంలో  నరాల వాహిక ఏర్పడుతుంది.  డిజైన్ సాఫ్ట్‌వేర్‌ను ఉపయోగించి  3D ప్రింటింగ్‌ శస్త్ర జరుగుతున్నభాగాన్ని వర్చువల్ విధానంలో రూపొందిస్తారు. 3D ప్రింటర్‌ను ఉపయోగించి పొరల మీద పొరలు ఏర్పాటు చేస్తారు.  3D విధానంలో అభివృద్ధి చేసే భాగాల ఆకారంలో మార్పు తీసుకు రావడానికి కూడా ఈ విధానంలో అవకాశం ఉంటుంది. ఇటువంటి సాంకేతికతలు ఇప్పుడు విస్తృతంగా నాలుగు-డైమెన్షనల్ (4D) ప్రింటింగ్‌గా వ్యవహరిస్తున్నారు. దీనిలో సమయం అదనపు పరిమాణంగా ఉంటుంది. 

ఎంపిక చేసిన రెండు జెల్‌ల నుంచి ముందుగా సిద్ధం చేసిన నమూనాలో త్రీ-డైమెన్షనల్ జెల్ షీట్ అభివృద్ధి చేసే అంశంపై ప్రొఫెసర్ కౌశిక్ ఛటర్జీ నేతృత్వంలో ఇండియన్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ బృందం పరిశోధనలు నిర్వహించింది. జెల్ సూత్రీకరణలు విభిన్నంగా ఉబ్బే విధంగా రూపకల్పన చేశారు.  ఎండిన జెల్ షీట్ నీటిలో ముంచి తీసిన తర్వాత  అది వేగంగా ఉబ్బి గొట్టంలోకి ముడుచుకునే విధంగా పరిశోధకులు ప్రణాళిక రూపొందించారు.   జెల్  మడత ప్రవర్తన ఆధారంగా తుది అవసరాలకు అనుగుణంగా తుది ఆకృతి కావలసిన కొలతల ట్యూబ్‌లను రూపొందించడానికి సిద్ధం చేయాల్సి ఉంటుంది. కంప్యూటర్ సహాయంతో వీటిని సిద్ధం చేశారు.  జెల్ షీట్‌లకు  కణాలు అంటుకుని విధంగా సన్నని నానోమీటర్-స్కేల్ ఫైబర్‌లతో పూత పూసి పరిశోధనలు సాగించారు. 

పథకం 1:  ప్రోగ్రామ్ చేయబడిన ఆకార వైకల్యాలతో 4D ప్రింట్ హైడ్రోజెల్ వాహిక రూపకల్పన . (i) గణన రూపకల్పన ఆధారంగా ఖచ్చితమైన నమూనాతో జెల్‌ల 3D ప్రింటింగ్, (ii) 3D విధానంలో రూపొందిన  జెల్ షీట్, (iii) తేమ తీసుకోవడంతో మారిన జెల్ ఆకారం 

  ఎలుకల సయాటిక్ నరంలో 2 మిమీ గ్యాప్‌ని సరిచేయడానికి, పునరుత్పత్తి చేయడానికి 4D ప్రింటెడ్ కండ్యూట్‌లను పరీక్షించడానికి రూర్కీలోని ఇండియన్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ , మహర్షి మార్కండేశ్వర్ యూనివర్శిటీ పరిశోధకులతో కలిసి   ఇండియన్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ పరిశోధనలు నిర్వహించింది.  ఆకృతి-మార్ఫింగ్ షీట్‌లను నరాల  లోపం ఉన్న ప్రాంతం కింద ఉంచారు.  కుట్టు లేకుండా నరాల చుట్టూ ఒక వాహికను ఏర్పరచడానికి లోపం ఉన్న ప్రదేశాన్ని చుట్టే విధంగా పరిశోణాలు సాగాయి.  అమర్చిన వాహిక ద్వారా నరాల చివరలు పెరిగి నట్టు పరిశోధకులు గుర్తించారు. . 4D ప్రింటెడ్ నర్వ్ కండ్యూట్‌లను ఉపయోగించినప్పుడు ఎలుకలలో 45 రోజుల వరకు నరాల పునరుత్పత్తిలో గణనీయమైన మెరుగుదల ఉందని గుర్తించారు. పరిశోధనలు సాగించిన అక్షత్ జోషి, శాశ్వత్ చౌదరి, వగీష్ సింగ్ బఘెల్, సౌవిక్ ఘోష్, సుమీత్ గుప్తా, దేబ్రూపా లాహిరి, జికె అనంతసురేష్, కౌశిక్ ఛటర్జీ  తమ పరిశోధన ఫలితాలపై రూపొందించిన పత్రం   ఇటీవల అడ్వాన్స్డ్ హెల్త్‌కేర్ మెటీరియల్స్ లో ప్రచురితమయింది. శాస్త్ర సాంకేతిక మంత్రిత్వ శాఖ పరిధిలో పనిచేస్తున్న  సైన్స్ అండ్ ఇంజినీరింగ్ రీసెర్చ్ బోర్డ్ (SERB) పరిశోధనలకు సహకారం అందించింది. 

ఇంతవరకు 4D విధానంలో రూపొందించిన భాగాలను  శస్త్రచికిత్స శాలలో ఉపయోగించలేదు. .అయితే,  అభివృద్ధిధి చెందుతున్న ఆధునిక  సాంకేతికతను రాబోయే సంవత్సరాల్లో నరాలు, అనేక ఇతర కణజాలాలను నయం చేయడానికి నిర్వహించే శస్త్రచికిత్స సమయంలో సర్జన్లు ఉపయోగించడానికి  కొత్త తరం వైద్య పరికరాల అభివృద్ధికి  మార్గం సుగమం చేస్తాయి. అతి తక్కువ విధానాల ద్వారా వేగంగా సులువుగా శస్త్రచికిత్సలు  చేయడానికి వీలు కల్పిస్తాయి.

పథకం 2: శస్త్రచికిత్స సమయంలో జెల్ షీట్ వేగంగా ఆకార మార్పుకు లోనయ్యే సామర్థ్యాన్ని చూపే ప్రక్రియ, శస్త్రచికిత్సల సంక్లిష్టతను తగ్గించడానికి ఉపకరించే విధంగా ఏర్పాటయ్యే  నరాల వాహిక  

 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adhm.202300701  లో పరిశోధనా పత్రాన్ని చూడవచ్చు.