nature.com দেখার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ। আপনি যে ব্রাউজার সংস্করণটি ব্যবহার করছেন তাতে সীমিত CSS সমর্থন রয়েছে। সর্বোত্তম অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে সর্বশেষ ব্রাউজার সংস্করণ ব্যবহার করার পরামর্শ দিচ্ছি (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে সামঞ্জস্যতা মোড বন্ধ করে দিন)। উপরন্তু, অব্যাহত সমর্থন নিশ্চিত করার জন্য, এই সাইটে স্টাইল বা জাভাস্ক্রিপ্ট অন্তর্ভুক্ত থাকবে না।
রেডিওথেরাপির সময় অঙ্গ এবং টিস্যুর নড়াচড়ার ফলে এক্স-রে-র অবস্থানগত ত্রুটি দেখা দিতে পারে। অতএব, রেডিওথেরাপির অপ্টিমাইজেশনের জন্য অঙ্গের নড়াচড়া অনুকরণ করার জন্য টিস্যু-সমতুল্য যান্ত্রিক এবং রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যযুক্ত উপকরণগুলির প্রয়োজন। তবে, এই জাতীয় উপকরণগুলির বিকাশ এখনও একটি চ্যালেঞ্জ। অ্যালজিনেট হাইড্রোজেলগুলির বহির্কোষীয় ম্যাট্রিক্সের মতো বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যা তাদের টিস্যু-সমতুল্য উপকরণ হিসাবে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ করে তোলে। এই গবেষণায়, কাঙ্ক্ষিত যান্ত্রিক এবং রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যযুক্ত অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল ফোমগুলি ইন সিটু Ca2+ রিলিজ দ্বারা সংশ্লেষিত করা হয়েছিল। সংজ্ঞায়িত যান্ত্রিক এবং রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যযুক্ত হাইড্রোজেল ফোম পেতে বায়ু-থেকে-ভলিউম অনুপাত সাবধানতার সাথে নিয়ন্ত্রণ করা হয়েছিল। উপকরণগুলির ম্যাক্রো- এবং মাইক্রোমরফোলজি চিহ্নিত করা হয়েছিল এবং সংকোচনের অধীনে হাইড্রোজেল ফোমের আচরণ অধ্যয়ন করা হয়েছিল। রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি তাত্ত্বিকভাবে অনুমান করা হয়েছিল এবং কম্পিউটেড টমোগ্রাফি ব্যবহার করে পরীক্ষামূলকভাবে যাচাই করা হয়েছিল। এই গবেষণাটি টিস্যু-সমতুল্য উপকরণগুলির ভবিষ্যতের বিকাশের উপর আলোকপাত করে যা রেডিওথেরাপির সময় বিকিরণ ডোজ অপ্টিমাইজেশন এবং মান নিয়ন্ত্রণের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।
ক্যান্সারের জন্য রেডিয়েশন থেরাপি একটি সাধারণ চিকিৎসা। রেডিয়েশন থেরাপির সময় অঙ্গ এবং টিস্যুর নড়াচড়ার ফলে প্রায়শই এক্স-রে অবস্থানে ত্রুটি দেখা দেয়, যার ফলে টিউমারের চিকিৎসা কম হয় এবং আশেপাশের সুস্থ কোষগুলি অপ্রয়োজনীয় বিকিরণের সংস্পর্শে আসে। টিউমারের স্থানীয়করণ ত্রুটি কমানোর জন্য অঙ্গ এবং টিস্যুর নড়াচড়ার পূর্বাভাস দেওয়ার ক্ষমতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই গবেষণাটি ফুসফুসের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, কারণ রেডিয়েশন থেরাপির সময় রোগীরা শ্বাস নেওয়ার সময় উল্লেখযোগ্য বিকৃতি এবং নড়াচড়ার মধ্য দিয়ে যায়। মানুষের ফুসফুসের গতি অনুকরণ করার জন্য বিভিন্ন সসীম উপাদান মডেল তৈরি এবং প্রয়োগ করা হয়েছে3,4,5। যাইহোক, মানুষের অঙ্গ এবং টিস্যুতে জটিল জ্যামিতি রয়েছে এবং এগুলি অত্যন্ত রোগী-নির্ভর। অতএব, টিস্যু-সমতুল্য বৈশিষ্ট্যযুক্ত উপকরণগুলি তাত্ত্বিক মডেলগুলিকে বৈধতা দেওয়ার জন্য, উন্নত চিকিৎসা চিকিৎসা সহজতর করার জন্য এবং চিকিৎসা শিক্ষার উদ্দেশ্যে ভৌত মডেল তৈরির জন্য খুবই কার্যকর।
জটিল বাহ্যিক এবং অভ্যন্তরীণ কাঠামোগত জ্যামিতি অর্জনের জন্য নরম টিস্যু-নকলকারী উপকরণগুলির বিকাশ অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে কারণ তাদের অন্তর্নিহিত যান্ত্রিক অসঙ্গতি লক্ষ্য প্রয়োগে ব্যর্থতার কারণ হতে পারে6,7। ফুসফুসের টিস্যুর জটিল জৈবযন্ত্রের মডেলিং, যা চরম কোমলতা, স্থিতিস্থাপকতা এবং কাঠামোগত ছিদ্রকে একত্রিত করে, মানুষের ফুসফুসকে সঠিকভাবে পুনরুত্পাদন করে এমন মডেল তৈরিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ তৈরি করে। থেরাপিউটিক হস্তক্ষেপে ফুসফুসের মডেলগুলির কার্যকর কর্মক্ষমতার জন্য যান্ত্রিক এবং রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলির একীকরণ এবং মিল অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। রোগী-নির্দিষ্ট মডেলগুলি বিকাশে সংযোজনীয় উৎপাদন কার্যকর প্রমাণিত হয়েছে, জটিল নকশাগুলির দ্রুত প্রোটোটাইপিং সক্ষম করে। শিন এট আল। 8 3D-প্রিন্টেড এয়ারওয়ে সহ একটি পুনরুত্পাদনযোগ্য, বিকৃত ফুসফুসের মডেল তৈরি করেছে। হাসেলার এট আল। 9 রেডিওথেরাপির জন্য চিত্রের গুণমান মূল্যায়ন এবং অবস্থান যাচাইকরণ পদ্ধতির জন্য বাস্তব রোগীদের সাথে অত্যন্ত সাদৃশ্যপূর্ণ একটি ফ্যান্টম তৈরি করেছে। হং এট আল 10 3D প্রিন্টিং এবং সিলিকন কাস্টিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে একটি বুকের সিটি মডেল তৈরি করেছে যাতে পরিমাপের নির্ভুলতা মূল্যায়ন করার জন্য বিভিন্ন ফুসফুসের ক্ষতের সিটি তীব্রতা পুনরুত্পাদন করা যায়। তবে, এই প্রোটোটাইপগুলি প্রায়শই এমন উপকরণ দিয়ে তৈরি যার কার্যকর বৈশিষ্ট্য ফুসফুসের টিস্যুর থেকে অনেক আলাদা।
বর্তমানে, বেশিরভাগ ফুসফুসের ফ্যান্টম সিলিকন বা পলিউরেথেন ফোম দিয়ে তৈরি, যা প্রকৃত ফুসফুসের প্যারেনকাইমার যান্ত্রিক এবং রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যের সাথে মেলে না। 12,13 অ্যালজিনেট হাইড্রোজেলগুলি জৈব-সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং তাদের টিউনেবল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের কারণে টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। 14 তবে, ফুসফুসের ফ্যান্টমের জন্য প্রয়োজনীয় অতি-নরম, ফোমের মতো সামঞ্জস্য পুনরুত্পাদন করা যা ফুসফুসের টিস্যুর স্থিতিস্থাপকতা এবং ভরাট কাঠামোর সঠিকভাবে অনুকরণ করে, একটি পরীক্ষামূলক চ্যালেঞ্জ হিসাবে রয়ে গেছে।
এই গবেষণায়, ধরে নেওয়া হয়েছিল যে ফুসফুসের টিস্যু একটি সমজাতীয় স্থিতিস্থাপক উপাদান। মানুষের ফুসফুসের টিস্যুর ঘনত্ব (\(\:\rho\:\)) 1.06 g/cm3 এবং স্ফীত ফুসফুসের ঘনত্ব 0.26 g/cm315 বলে জানা গেছে। বিভিন্ন পরীক্ষামূলক পদ্ধতি ব্যবহার করে ফুসফুসের টিস্যুর ইয়ং'স মডুলাস (MY) মান বিস্তৃতভাবে পাওয়া গেছে। লাই-ফুক এট আল. 16 মানব ফুসফুসের YM পরিমাপ করেছেন 0.42–6.72 kPa সমান স্ফীতি সহ। গস এট আল. 17 চৌম্বকীয় অনুরণন ইলাস্টোগ্রাফি ব্যবহার করেছেন এবং 2.17 kPa YM রিপোর্ট করেছেন। লিউ এট আল. 18 সরাসরি পরিমাপ করা YM 0.03–57.2 kPa রিপোর্ট করেছেন। ইলেগবুসি এট আল. 19 নির্বাচিত রোগীদের কাছ থেকে প্রাপ্ত 4D CT তথ্যের উপর ভিত্তি করে YM অনুমান করেছেন 0.1–2.7 kPa।
ফুসফুসের রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যের জন্য, এক্স-রে-এর সাথে ফুসফুসের টিস্যুর মিথস্ক্রিয়া আচরণ বর্ণনা করার জন্য বেশ কয়েকটি পরামিতি ব্যবহার করা হয়, যার মধ্যে রয়েছে মৌলিক গঠন, ইলেকট্রন ঘনত্ব (\(\:{\rho\:}_{e}\)), কার্যকর পারমাণবিক সংখ্যা (\(\:{Z}_{eff}\)), গড় উত্তেজনা শক্তি (\(\:I\)), ভর ক্ষয় সহগ (\(\:\mu\:/\rho\:\)) এবং হাউন্সফিল্ড ইউনিট (HU), যা সরাসরি \(\:\mu\:/\rho\:\) এর সাথে সম্পর্কিত।
ইলেকট্রন ঘনত্ব \(\:{\rho\:}_{e}\) কে প্রতি ইউনিট আয়তনে ইলেকট্রনের সংখ্যা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় এবং নিম্নরূপ গণনা করা হয়:
যেখানে \(\:\rho\:\) হল g/cm3 তে পদার্থের ঘনত্ব, \(\:{N}_{A}\) হল অ্যাভোগাড্রো ধ্রুবক, \(\:{w}_{i}\) হল ভর ভগ্নাংশ, \(\:{Z}_{i}\) হল পারমাণবিক সংখ্যা, এবং \(\:{A}_{i}\) হল i-th মৌলের পারমাণবিক ওজন।
পারমাণবিক সংখ্যা সরাসরি পদার্থের মধ্যে বিকিরণ মিথস্ক্রিয়ার প্রকৃতির সাথে সম্পর্কিত। বিভিন্ন উপাদান (যেমন, কাপড়) ধারণকারী যৌগ এবং মিশ্রণের জন্য, কার্যকর পারমাণবিক সংখ্যা \(\:{Z}_{eff}\) গণনা করতে হবে। সূত্রটি মুর্তি এবং অন্যান্যরা প্রস্তাব করেছিলেন। 20:
গড় উত্তেজনা শক্তি \(\:I\) বর্ণনা করে যে লক্ষ্যবস্তু কত সহজে ভেদকারী কণার গতিশক্তি শোষণ করে। এটি কেবল লক্ষ্যবস্তুর বৈশিষ্ট্য বর্ণনা করে এবং কণার বৈশিষ্ট্যের সাথে এর কোনও সম্পর্ক নেই। \(\:I\) ব্র্যাগের যোগসূত্র নিয়ম প্রয়োগ করে গণনা করা যেতে পারে:
ভর ক্ষয় সহগ \(\:\mu\:/\rho\:\) লক্ষ্যবস্তুতে ফোটনের অনুপ্রবেশ এবং শক্তি নির্গমন বর্ণনা করে। নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে এটি গণনা করা যেতে পারে:
যেখানে \(\:x\) হল পদার্থের পুরুত্ব, \(\:{I}_{0}\) হল আপতিত আলোর তীব্রতা, এবং \(\:I\) হল পদার্থে প্রবেশের পর ফোটনের তীব্রতা। \(\:\mu\:/\rho\:\) তথ্য সরাসরি NIST 12621 স্ট্যান্ডার্ডস রেফারেন্স ডাটাবেস থেকে পাওয়া যেতে পারে। মিশ্রণ এবং যৌগের জন্য \(\:\mu\:/\rho\:\) মানগুলি নিম্নরূপ সংযোজন নিয়ম ব্যবহার করে বের করা যেতে পারে:
কম্পিউটেড টমোগ্রাফি (CT) ডেটার ব্যাখ্যায় HU হল তেজস্ক্রিয় ঘনত্ব পরিমাপের একটি প্রমিত মাত্রাবিহীন একক, যা পরিমাপিত অ্যাটেন্যুয়েশন সহগ \(\:\mu\:\) থেকে রৈখিকভাবে রূপান্তরিত হয়। এটিকে এভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে:
যেখানে \(\:{\mu\:}_{জল}\) হল পানির ক্ষয় সহগ, এবং \(\:{\mu\:}_{বায়ু}\) হল বাতাসের ক্ষয় সহগ। অতএব, সূত্র (6) থেকে আমরা দেখতে পাই যে পানির HU মান 0, এবং বাতাসের HU মান -1000। মানুষের ফুসফুসের জন্য HU মান -600 থেকে -70022 পর্যন্ত।
বেশ কিছু টিস্যু সমতুল্য উপকরণ তৈরি করা হয়েছে। গ্রিফিথ এবং অন্যান্যরা পলিউরেথেন (PU) দিয়ে তৈরি মানব দেহের একটি টিস্যু সমতুল্য মডেল তৈরি করেছেন যার সাথে ক্যালসিয়াম কার্বনেট (CaCO3) এর বিভিন্ন ঘনত্ব যোগ করা হয়েছিল যাতে মানুষের ফুসফুস সহ বিভিন্ন মানব অঙ্গের রৈখিক অ্যাটেনুয়েশন সহগ অনুকরণ করা হয় এবং মডেলটির নামকরণ করা হয়েছিল গ্রিফিথ। টেলর24 লরেন্স লিভারমোর ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি (LLNL) দ্বারা তৈরি LLLL1 নামে একটি দ্বিতীয় ফুসফুসের টিস্যু সমতুল্য মডেল উপস্থাপন করেছেন। ট্রাব এবং অন্যান্যরা কর্মক্ষমতা বৃদ্ধিকারী হিসাবে 5.25% CaCO3 ধারণকারী Foamex XRS-272 ব্যবহার করে একটি নতুন ফুসফুসের টিস্যু বিকল্প তৈরি করেছেন, যার নামকরণ করা হয়েছে ALT2। টেবিল 1 এবং 2 \(\:\rho\:\), \(\:{\rho\:}_{e}\), \(\:{Z}_{eff}\), \(\:I\) এবং মানব ফুসফুসের (ICRU-44) এবং উপরের টিস্যু সমতুল্য মডেলগুলির জন্য ভর অ্যাটেনুয়েশন সহগের তুলনা দেখায়।
চমৎকার রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য অর্জন করা সত্ত্বেও, প্রায় সমস্ত ফ্যান্টম উপকরণ পলিস্টাইরিন ফোম দিয়ে তৈরি, যার অর্থ এই উপকরণগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য মানুষের ফুসফুসের সাথে তুলনা করতে পারে না। পলিউরেথেন ফোমের ইয়ং'স মডুলাস (YM) প্রায় 500 kPa, যা সাধারণ মানুষের ফুসফুসের (প্রায় 5-10 kPa) তুলনায় আদর্শ থেকে অনেক দূরে। অতএব, এমন একটি নতুন উপাদান তৈরি করা প্রয়োজন যা প্রকৃত মানুষের ফুসফুসের যান্ত্রিক এবং রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য পূরণ করতে পারে।
টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে হাইড্রোজেল ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এর গঠন এবং বৈশিষ্ট্যগুলি এক্সট্রা সেলুলার ম্যাট্রিক্স (ECM) এর অনুরূপ এবং সহজেই সামঞ্জস্যযোগ্য। এই গবেষণায়, ফোম তৈরির জন্য জৈব উপাদান হিসাবে বিশুদ্ধ সোডিয়াম অ্যালজিনেটকে বেছে নেওয়া হয়েছিল। অ্যালজিনেট হাইড্রোজেলগুলি জৈব-সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং তাদের সামঞ্জস্যযোগ্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের কারণে টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। সোডিয়াম অ্যালজিনেট (C6H7NaO6)n এর মৌলিক গঠন এবং Ca2+ এর উপস্থিতি প্রয়োজন অনুসারে এর রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলিকে সামঞ্জস্য করার অনুমতি দেয়। সামঞ্জস্যযোগ্য যান্ত্রিক এবং রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যের এই সমন্বয় অ্যালজিনেট হাইড্রোজেলগুলিকে আমাদের গবেষণার জন্য আদর্শ করে তোলে। অবশ্যই, অ্যালজিনেট হাইড্রোজেলেরও সীমাবদ্ধতা রয়েছে, বিশেষ করে সিমুলেটেড শ্বাসযন্ত্রের চক্রের সময় দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতার ক্ষেত্রে। অতএব, এই সীমাবদ্ধতাগুলি মোকাবেলা করার জন্য ভবিষ্যতের গবেষণায় আরও উন্নতি প্রয়োজন এবং প্রত্যাশিত।
এই কাজে, আমরা একটি অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল ফোম উপাদান তৈরি করেছি যার নিয়ন্ত্রণযোগ্য rho মান, স্থিতিস্থাপকতা এবং মানুষের ফুসফুসের টিস্যুর মতো রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এই গবেষণাটি টিউনেবল ইলাস্টিক এবং রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য সহ টিস্যু-সদৃশ ফ্যান্টম তৈরির জন্য একটি সাধারণ সমাধান প্রদান করবে। উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলি সহজেই যেকোনো মানুষের টিস্যু এবং অঙ্গের সাথে মানিয়ে নেওয়া যেতে পারে।
হাইড্রোজেল ফোমের লক্ষ্য বায়ু থেকে আয়তন অনুপাত মানুষের ফুসফুসের HU পরিসরের (-600 থেকে -700) উপর ভিত্তি করে গণনা করা হয়েছিল। ধারণা করা হয়েছিল যে ফোমটি বায়ু এবং সিন্থেটিক অ্যালজিনেট হাইড্রোজেলের একটি সাধারণ মিশ্রণ। পৃথক উপাদান \(\:\mu\:/\rho\:\) এর একটি সহজ যোগ নিয়ম ব্যবহার করে, বায়ুর আয়তন ভগ্নাংশ এবং সংশ্লেষিত অ্যালজিনেট হাইড্রোজেলের আয়তন অনুপাত গণনা করা যেতে পারে।
অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল ফোমগুলি সিগমা-অ্যালড্রিচ কোম্পানি, সেন্ট লুইস, MO থেকে কেনা সোডিয়াম অ্যালজিনেট (পার্ট নং W201502), CaCO3 (পার্ট নং 795445, MW: 100.09) এবং GDL (পার্ট নং G4750, MW: 178.14) ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছিল। 70% সোডিয়াম লরিল ইথার সালফেট (SLES 70) রেনাউড ট্রেডিং এলএলসি থেকে কেনা হয়েছিল। ফোম তৈরির প্রক্রিয়ায় ডিওনাইজড জল ব্যবহার করা হয়েছিল। সোডিয়াম অ্যালজিনেটকে ঘরের তাপমাত্রায় ডিওনাইজড জলে দ্রবীভূত করা হয়েছিল ক্রমাগত নাড়তে (600 rpm) যতক্ষণ না একটি সমজাতীয় হলুদ স্বচ্ছ দ্রবণ পাওয়া যায়। জেলেশন শুরু করার জন্য Ca2+ উৎস হিসাবে GDL এর সাথে CaCO3 ব্যবহার করা হয়েছিল। হাইড্রোজেলের ভিতরে একটি ছিদ্রযুক্ত কাঠামো তৈরি করতে SLES 70 একটি সার্ফ্যাক্ট্যান্ট হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছিল। অ্যালজিনেটের ঘনত্ব 5% বজায় রাখা হয়েছিল এবং Ca2+:-COOH মোলার অনুপাত 0.18 বজায় রাখা হয়েছিল। ফেনা তৈরির সময় নিরপেক্ষ pH বজায় রাখার জন্য CaCO3:GDL মোলার অনুপাতও 0.5 বজায় রাখা হয়েছিল। সমস্ত নমুনায় SLES 70 এর আয়তন অনুসারে মান 26.2% যোগ করা হয়েছিল। দ্রবণ এবং বাতাসের মিশ্রণ অনুপাত নিয়ন্ত্রণ করার জন্য একটি ঢাকনা সহ একটি বিকার ব্যবহার করা হয়েছিল। বিকারের মোট আয়তন ছিল 140 মিলি। তাত্ত্বিক গণনার ফলাফলের উপর ভিত্তি করে, বাতাসের সাথে মিশ্রিত করার জন্য মিশ্রণের বিভিন্ন আয়তন (50 মিলি, 100 মিলি, 110 মিলি) বিকারে যোগ করা হয়েছিল। 50 মিলি মিশ্রণ ধারণকারী নমুনাটি পর্যাপ্ত বাতাসের সাথে মিশ্রিত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল, যখন অন্য দুটি নমুনায় বায়ুর আয়তন অনুপাত নিয়ন্ত্রণ করা হয়েছিল। প্রথমে, SLES 70 অ্যালজিনেট দ্রবণে যোগ করা হয়েছিল এবং সম্পূর্ণরূপে মিশ্রিত না হওয়া পর্যন্ত একটি বৈদ্যুতিক স্টিরার দিয়ে নাড়াচাড়া করা হয়েছিল। তারপর, CaCO3 সাসপেনশন মিশ্রণে যোগ করা হয়েছিল এবং মিশ্রণটি সম্পূর্ণরূপে মিশ্রিত না হওয়া পর্যন্ত ক্রমাগত নাড়াচাড়া করা হয়েছিল, যখন এর রঙ সাদা হয়ে যায়। অবশেষে, জেলেশন শুরু করার জন্য মিশ্রণে GDL দ্রবণ যোগ করা হয়েছিল এবং পুরো প্রক্রিয়া জুড়ে যান্ত্রিক নাড়াচাড়া বজায় রাখা হয়েছিল। ৫০ মিলি মিশ্রণ ধারণকারী নমুনার ক্ষেত্রে, মিশ্রণের আয়তন পরিবর্তন বন্ধ হয়ে গেলে যান্ত্রিক নাড়াচাড়া বন্ধ করা হয়েছিল। ১০০ মিলি এবং ১১০ মিলি মিশ্রণ ধারণকারী নমুনার ক্ষেত্রে, মিশ্রণটি বিকারে ভরে গেলে যান্ত্রিক নাড়াচাড়া বন্ধ করা হয়েছিল। আমরা ৫০ মিলি থেকে ১০০ মিলি আয়তনের হাইড্রোজেল ফোম প্রস্তুত করার চেষ্টাও করেছি। তবে, ফোমের কাঠামোগত অস্থিরতা লক্ষ্য করা গেছে, কারণ এটি সম্পূর্ণ বায়ু মিশ্রণের অবস্থা এবং বায়ুর আয়তন নিয়ন্ত্রণের অবস্থার মধ্যে ওঠানামা করে, যার ফলে অসামঞ্জস্যপূর্ণ আয়তন নিয়ন্ত্রণ ঘটে। এই অস্থিরতা গণনায় অনিশ্চয়তা এনে দেয়, এবং তাই এই আয়তনের পরিসরটি এই গবেষণায় অন্তর্ভুক্ত করা হয়নি।
একটি হাইড্রোজেল ফোমের ঘনত্ব \(\:\rho\:\) একটি হাইড্রোজেল ফোম নমুনার ভর \(\:m\) এবং আয়তন \(\:V\) পরিমাপ করে গণনা করা হয়।
Zeiss Axio Observer A1 ক্যামেরা ব্যবহার করে হাইড্রোজেল ফোমের অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপিক ছবি সংগ্রহ করা হয়েছিল। প্রাপ্ত ছবির উপর ভিত্তি করে একটি নির্দিষ্ট এলাকায় একটি নমুনায় ছিদ্রের সংখ্যা এবং আকার বন্টন গণনা করার জন্য ImageJ সফ্টওয়্যার ব্যবহার করা হয়েছিল। ছিদ্রের আকৃতি বৃত্তাকার বলে ধরে নেওয়া হয়।
অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল ফোমের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করার জন্য, একটি TESTRESOURCES 100 সিরিজ মেশিন ব্যবহার করে এক-অক্ষীয় সংকোচন পরীক্ষা করা হয়েছিল। নমুনাগুলি আয়তক্ষেত্রাকার ব্লকে কাটা হয়েছিল এবং চাপ এবং স্ট্রেন গণনা করার জন্য ব্লকের মাত্রা পরিমাপ করা হয়েছিল। ক্রসহেড গতি 10 মিমি/মিনিট নির্ধারণ করা হয়েছিল। প্রতিটি নমুনার জন্য তিনটি নমুনা পরীক্ষা করা হয়েছিল এবং ফলাফল থেকে গড় এবং মান বিচ্যুতি গণনা করা হয়েছিল। এই গবেষণায় অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল ফোমের সংকোচনশীল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হয়েছিল কারণ শ্বাসযন্ত্রের চক্রের একটি নির্দিষ্ট পর্যায়ে ফুসফুসের টিস্যু সংকোচনশীল বলের শিকার হয়। অবশ্যই, প্রসারণযোগ্যতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, বিশেষ করে ফুসফুসের টিস্যুর সম্পূর্ণ গতিশীল আচরণ প্রতিফলিত করার জন্য এবং ভবিষ্যতের গবেষণায় এটি তদন্ত করা হবে।
প্রস্তুত হাইড্রোজেল ফোমের নমুনাগুলি একটি Siemens SOMATOM Drive ডুয়াল-চ্যানেল CT স্ক্যানারে স্ক্যান করা হয়েছিল। স্ক্যানিং প্যারামিটারগুলি নিম্নরূপ সেট করা হয়েছিল: 40 mA, 120 kVp এবং 1 মিমি স্লাইস বেধ। ফলস্বরূপ DICOM ফাইলগুলি MicroDicom DICOM Viewer সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল প্রতিটি নমুনার 5টি ক্রস-সেকশনের HU মান বিশ্লেষণ করার জন্য। CT দ্বারা প্রাপ্ত HU মানগুলি নমুনার ঘনত্বের তথ্যের উপর ভিত্তি করে তাত্ত্বিক গণনার সাথে তুলনা করা হয়েছিল।
এই গবেষণার লক্ষ্য হল নরম পদার্থ তৈরির মাধ্যমে পৃথক অঙ্গ মডেল এবং কৃত্রিম জৈবিক টিস্যু তৈরিতে বিপ্লব আনা। চিকিৎসা প্রশিক্ষণ, অস্ত্রোপচার পরিকল্পনা এবং বিকিরণ থেরাপি পরিকল্পনার মতো লক্ষ্যবস্তু প্রয়োগের জন্য মানুষের ফুসফুসের কার্যকরী যান্ত্রিকতার সাথে মেলে এমন যান্ত্রিক এবং রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যযুক্ত উপকরণ তৈরি করা গুরুত্বপূর্ণ। চিত্র 1A-তে, আমরা মানুষের ফুসফুসের মডেল তৈরিতে ব্যবহৃত নরম পদার্থের যান্ত্রিক এবং রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যের মধ্যে পার্থক্যের পরিকল্পনা করেছি। আজ অবধি, এমন উপকরণ তৈরি করা হয়েছে যা পছন্দসই রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে, কিন্তু তাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি পছন্দসই প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে না। বিকৃত মানব ফুসফুসের মডেল তৈরির জন্য পলিউরেথেন ফোম এবং রাবার হল সর্বাধিক ব্যবহৃত উপকরণ। পলিউরেথেন ফোমের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য (ইয়ং'স মডুলাস, YM) সাধারণত সাধারণ মানুষের ফুসফুসের টিস্যুর তুলনায় 10 থেকে 100 গুণ বেশি। যেসব উপকরণ কাঙ্ক্ষিত যান্ত্রিক এবং রেডিওলজিক্যাল উভয় বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে তা এখনও জানা যায়নি।
(A) বিভিন্ন নরম পদার্থের বৈশিষ্ট্যের পরিকল্পিত উপস্থাপনা এবং ঘনত্ব, ইয়ংয়ের মডুলাস এবং তেজস্ক্রিয় বৈশিষ্ট্যের দিক থেকে মানুষের ফুসফুসের সাথে তুলনা (HU তে)। (B) 5% ঘনত্ব এবং 0.18 Ca2+:-COOH মোলার অনুপাত সহ \(\:\mu\:/\rho\:\) অ্যালজিনেট হাইড্রোজেলের এক্স-রে বিবর্তন প্যাটার্ন। (C) হাইড্রোজেল ফোমে বায়ুর আয়তন অনুপাতের পরিসর। (D) বিভিন্ন বায়ুর আয়তন অনুপাত সহ অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল ফোমের পরিকল্পিত উপস্থাপনা।
৫% ঘনত্ব এবং ০.১৮ Ca2+:-COOH মোলার অনুপাত সহ অ্যালজিনেট হাইড্রোজেলের মৌলিক গঠন গণনা করা হয়েছিল এবং ফলাফলগুলি সারণি ৩-এ দেখানো হয়েছে। পূর্ববর্তী সূত্র (৫) এর যোগ নিয়ম অনুসারে, অ্যালজিনেট হাইড্রোজেলের ভর ক্ষয় সহগ \(\:\:\mu\:/\rho\:\) চিত্র ১B-তে দেখানো হিসাবে পাওয়া গেছে।
বায়ু এবং জলের জন্য \(\:\mu\:/\rho\:\) মানগুলি সরাসরি NIST 12612 স্ট্যান্ডার্ড রেফারেন্স ডাটাবেস থেকে প্রাপ্ত করা হয়েছে। সুতরাং, চিত্র 1C মানব ফুসফুসের জন্য -600 এবং -700 এর মধ্যে HU সমতুল্য মান সহ হাইড্রোজেল ফোমে গণনা করা বায়ু আয়তন অনুপাত দেখায়। তাত্ত্বিকভাবে গণনা করা বায়ু আয়তন অনুপাত 1 × 10−3 থেকে 2 × 101 MeV পর্যন্ত শক্তি পরিসরে 60-70% এর মধ্যে স্থিতিশীল, যা ডাউনস্ট্রিম উৎপাদন প্রক্রিয়ায় হাইড্রোজেল ফোম প্রয়োগের জন্য ভাল সম্ভাবনা নির্দেশ করে।
চিত্র ১D-তে প্রস্তুতকৃত অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল ফোমের নমুনা দেখানো হয়েছে। সমস্ত নমুনা ১২.৭ মিমি প্রান্ত দৈর্ঘ্যের কিউব করে কাটা হয়েছিল। ফলাফলে দেখা গেছে যে একটি সমজাতীয়, ত্রিমাত্রিক স্থিতিশীল হাইড্রোজেল ফোম তৈরি হয়েছে। বায়ুর আয়তনের অনুপাত নির্বিশেষে, হাইড্রোজেল ফোমের চেহারায় কোনও উল্লেখযোগ্য পার্থক্য পরিলক্ষিত হয়নি। হাইড্রোজেল ফোমের স্বাবলম্বী প্রকৃতি ইঙ্গিত দেয় যে হাইড্রোজেলের মধ্যে গঠিত নেটওয়ার্কটি ফোমের ওজনকে সমর্থন করার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী। ফোম থেকে অল্প পরিমাণে জলের লিকেজ ছাড়াও, ফোমটি কয়েক সপ্তাহ ধরে ক্ষণস্থায়ী স্থিতিশীলতাও প্রদর্শন করেছিল।
ফোম নমুনার ভর এবং আয়তন পরিমাপ করে, প্রস্তুত হাইড্রোজেল ফোমের ঘনত্ব \(\:\rho\:\) গণনা করা হয়েছিল এবং ফলাফলগুলি সারণি 4 এ দেখানো হয়েছে। ফলাফলগুলি বাতাসের আয়তনের অনুপাতের উপর \(\:\rho\:\) এর নির্ভরতা দেখায়। যখন পর্যাপ্ত বায়ু নমুনার 50 মিলির সাথে মিশ্রিত করা হয়, তখন ঘনত্ব সর্বনিম্ন হয়ে যায় এবং 0.482 গ্রাম/সেমি3 হয়। মিশ্র বায়ুর পরিমাণ হ্রাস পাওয়ার সাথে সাথে ঘনত্ব 0.685 গ্রাম/সেমি3 এ বৃদ্ধি পায়। 50 মিলি, 100 মিলি এবং 110 মিলি গ্রুপের মধ্যে সর্বাধিক p মান ছিল 0.004 < 0.05, যা ফলাফলের পরিসংখ্যানগত তাৎপর্য নির্দেশ করে।
নিয়ন্ত্রিত বায়ুর আয়তন অনুপাত ব্যবহার করে তাত্ত্বিক \(\:\rho\:\) মানও গণনা করা হয়। পরিমাপ করা ফলাফলগুলি দেখায় যে \(\:\rho\:\) তাত্ত্বিক মানের চেয়ে 0.1 গ্রাম/সেমি³ কম। এই পার্থক্যটি জেলেশন প্রক্রিয়ার সময় হাইড্রোজেলে উৎপন্ন অভ্যন্তরীণ চাপ দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে, যা ফোলাভাব সৃষ্টি করে এবং এর ফলে \(\:\rho\:\\) হ্রাস পায়। চিত্র 2 (A, B এবং C) এ দেখানো CT চিত্রগুলিতে হাইড্রোজেল ফোমের ভিতরে কিছু ফাঁক পর্যবেক্ষণ করে এটি আরও নিশ্চিত করা হয়েছে।
বিভিন্ন বায়ু আয়তনের (A) 50, (B) 100, এবং (C) 110 সহ হাইড্রোজেল ফোমের অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপি চিত্র। অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল ফোমের নমুনায় কোষ সংখ্যা এবং ছিদ্র আকার বন্টন (D) 50, (E) 100, (F) 110।
চিত্র ৩ (A, B, C) বিভিন্ন বায়ু আয়তনের অনুপাত সহ হাইড্রোজেল ফোম নমুনার অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ চিত্রগুলি দেখায়। ফলাফলগুলি হাইড্রোজেল ফোমের অপটিক্যাল কাঠামো প্রদর্শন করে, বিভিন্ন ব্যাসের ছিদ্রগুলির চিত্রগুলি স্পষ্টভাবে দেখায়। ImageJ ব্যবহার করে ছিদ্র সংখ্যা এবং ব্যাসের বন্টন গণনা করা হয়েছিল। প্রতিটি নমুনার জন্য ছয়টি চিত্র নেওয়া হয়েছিল, প্রতিটি চিত্রের আকার ছিল 1125.27 μm × 843.96 μm, এবং প্রতিটি নমুনার জন্য মোট বিশ্লেষণ করা ক্ষেত্রফল ছিল 5.7 mm²।
(A) বিভিন্ন বায়ু আয়তন অনুপাত সহ অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল ফোমের সংকোচনশীল চাপ-চাপ আচরণ। (B) সূচকীয় ফিটিং। (C) বিভিন্ন বায়ু আয়তন অনুপাত সহ হাইড্রোজেল ফোমের সংকোচন E0। (D) বিভিন্ন বায়ু আয়তন অনুপাত সহ অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল ফোমের চূড়ান্ত সংকোচনশীল চাপ এবং স্ট্রেন।
চিত্র ৩ (D, E, F) দেখায় যে ছিদ্র আকারের বন্টন তুলনামূলকভাবে অভিন্ন, দশ মাইক্রোমিটার থেকে প্রায় ৫০০ মাইক্রোমিটার পর্যন্ত। ছিদ্রের আকার মূলত অভিন্ন, এবং বায়ুর আয়তন হ্রাসের সাথে সাথে এটি কিছুটা হ্রাস পায়। পরীক্ষার তথ্য অনুসারে, ৫০ মিলি নমুনার গড় ছিদ্র আকার ১৯২.১৬ μm, মধ্যমা ১৮৪.৫১ μm এবং প্রতি ইউনিট এলাকায় ছিদ্রের সংখ্যা ১০৩; ১০০ মিলি নমুনার গড় ছিদ্র আকার ১৫৬.৬২ μm, মধ্যমা ১৫১.০৭ μm এবং প্রতি ইউনিট এলাকায় ছিদ্রের সংখ্যা ১০৯; ১১০ মিলি নমুনার সংশ্লিষ্ট মান যথাক্রমে ১৬৩.০৭ μm, ১৫০.২৯ μm এবং ১১৫। তথ্য থেকে দেখা যায় যে, বৃহত্তর ছিদ্রগুলির গড় ছিদ্র আকারের পরিসংখ্যানগত ফলাফলের উপর বেশি প্রভাব পড়ে এবং মাঝারি ছিদ্র আকার ছিদ্র আকারের পরিবর্তনের প্রবণতাকে আরও ভালোভাবে প্রতিফলিত করতে পারে। নমুনার পরিমাণ ৫০ মিলি থেকে ১১০ মিলি পর্যন্ত বৃদ্ধি পেলে, ছিদ্রের সংখ্যাও বৃদ্ধি পায়। মাঝারি ছিদ্র ব্যাস এবং ছিদ্র সংখ্যার পরিসংখ্যানগত ফলাফল একত্রিত করে, এই সিদ্ধান্তে পৌঁছানো যায় যে, ক্রমবর্ধমান আয়তনের সাথে সাথে নমুনার ভিতরে আরও ছোট আকারের ছিদ্র তৈরি হয়।
যান্ত্রিক পরীক্ষার তথ্য চিত্র 4A এবং 4D তে দেখানো হয়েছে। চিত্র 4A বিভিন্ন বায়ু আয়তনের অনুপাত সহ প্রস্তুত হাইড্রোজেল ফোমের সংকোচনশীল চাপ-চাপ আচরণ দেখায়। ফলাফলগুলি দেখায় যে সমস্ত নমুনার একই রকম অরৈখিক চাপ-চাপ আচরণ রয়েছে। প্রতিটি নমুনার জন্য, ক্রমবর্ধমান স্ট্রেনের সাথে চাপ দ্রুত বৃদ্ধি পায়। হাইড্রোজেল ফোমের সংকোচনশীল চাপ-চাপ আচরণের সাথে একটি সূচকীয় বক্ররেখা লাগানো হয়েছিল। চিত্র 4B হাইড্রোজেল ফোমে একটি আনুমানিক মডেল হিসাবে সূচকীয় ফাংশন প্রয়োগ করার পরে ফলাফলগুলি দেখায়।
বিভিন্ন বায়ু আয়তন অনুপাতের হাইড্রোজেল ফোমের জন্য, তাদের সংকোচনশীল মডুলাস (E0)ও অধ্যয়ন করা হয়েছিল। হাইড্রোজেল বিশ্লেষণের অনুরূপ, সংকোচনশীল ইয়ংয়ের মডুলাস 20% প্রাথমিক স্ট্রেনের পরিসরে পরীক্ষা করা হয়েছিল। সংকোচন পরীক্ষার ফলাফল চিত্র 4C-তে দেখানো হয়েছে। চিত্র 4C-তে ফলাফল দেখায় যে বায়ু আয়তন অনুপাত নমুনা 50 থেকে নমুনা 110-এ হ্রাস পাওয়ার সাথে সাথে, অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল ফোমের সংকোচনশীল ইয়ংয়ের মডুলাস E0 10.86 kPa থেকে 18 kPa-তে বৃদ্ধি পায়।
একইভাবে, হাইড্রোজেল ফোমের সম্পূর্ণ স্ট্রেস-স্ট্রেন কার্ভ, সেইসাথে চূড়ান্ত সংকোচনশীল চাপ এবং স্ট্রেন মানগুলিও প্রাপ্ত করা হয়েছিল। চিত্র 4D অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল ফোমের চূড়ান্ত সংকোচনশীল চাপ এবং স্ট্রেন দেখায়। প্রতিটি ডেটা পয়েন্ট হল তিনটি পরীক্ষার ফলাফলের গড়। ফলাফলগুলি দেখায় যে চূড়ান্ত সংকোচনশীল চাপ 9.84 kPa থেকে 17.58 kPa পর্যন্ত বৃদ্ধি পায় এবং গ্যাসের পরিমাণ হ্রাস পায়। চূড়ান্ত স্ট্রেন প্রায় 38% এ স্থিতিশীল থাকে।
চিত্র ২ (A, B, এবং C) যথাক্রমে ৫০, ১০০ এবং ১১০ নমুনার সাথে সম্পর্কিত বিভিন্ন বায়ু আয়তনের অনুপাত সহ হাইড্রোজেল ফোমের CT চিত্রগুলি দেখায়। চিত্রগুলি দেখায় যে গঠিত হাইড্রোজেল ফোম প্রায় একজাত। ১০০ এবং ১১০ নমুনায় অল্প সংখ্যক ফাঁক পরিলক্ষিত হয়েছিল। জেলেশন প্রক্রিয়া চলাকালীন হাইড্রোজেলে উৎপন্ন অভ্যন্তরীণ চাপের কারণে এই ফাঁকগুলির গঠন হতে পারে। আমরা প্রতিটি নমুনার ৫টি ক্রস সেকশনের জন্য HU মান গণনা করেছি এবং সংশ্লিষ্ট তাত্ত্বিক গণনার ফলাফলের সাথে সারণি ৫ এ তালিকাভুক্ত করেছি।
সারণি ৫ দেখায় যে বিভিন্ন বায়ু আয়তন অনুপাতের নমুনাগুলি বিভিন্ন HU মান পেয়েছে। ৫০ মিলি, ১০০ মিলি এবং ১১০ মিলি গ্রুপের মধ্যে সর্বাধিক p মান ছিল ০.০০৪ < ০.০৫, যা ফলাফলের পরিসংখ্যানগত তাৎপর্য নির্দেশ করে। পরীক্ষিত তিনটি নমুনার মধ্যে, ৫০ মিলি মিশ্রণ সহ নমুনায় মানুষের ফুসফুসের রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যের সবচেয়ে কাছাকাছি ছিল। সারণি ৫ এর শেষ কলামটি পরিমাপিত ফোম মানের উপর ভিত্তি করে তাত্ত্বিক গণনা দ্বারা প্রাপ্ত ফলাফল \(\:\rho\:\)। পরিমাপিত তথ্যের সাথে তাত্ত্বিক ফলাফলের তুলনা করে, এটি পাওয়া যেতে পারে যে CT স্ক্যানিং দ্বারা প্রাপ্ত HU মানগুলি সাধারণত তাত্ত্বিক ফলাফলের কাছাকাছি, যা চিত্র ১C-তে বায়ু আয়তন অনুপাত গণনার ফলাফল নিশ্চিত করে।
এই গবেষণার মূল উদ্দেশ্য হল মানুষের ফুসফুসের সাথে তুলনীয় যান্ত্রিক এবং রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য সহ একটি উপাদান তৈরি করা। এই উদ্দেশ্য অর্জন করা হয়েছে একটি হাইড্রোজেল-ভিত্তিক উপাদান তৈরি করে যার সাথে টিস্যু-সমতুল্য যান্ত্রিক এবং রেডিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি যতটা সম্ভব মানুষের ফুসফুসের সাথে মিলিত হয়। তাত্ত্বিক গণনার দ্বারা পরিচালিত, সোডিয়াম অ্যালজিনেট দ্রবণ, CaCO3, GDL এবং SLES 70 যান্ত্রিকভাবে মিশ্রিত করে বিভিন্ন বায়ু আয়তন অনুপাত সহ হাইড্রোজেল ফোম প্রস্তুত করা হয়েছিল। রূপগত বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে একটি সমজাতীয় ত্রিমাত্রিক স্থিতিশীল হাইড্রোজেল ফোম তৈরি করা হয়েছিল। বায়ু আয়তন অনুপাত পরিবর্তন করে, ফোমের ঘনত্ব এবং ছিদ্রতা ইচ্ছামত পরিবর্তন করা যেতে পারে। বায়ু আয়তনের পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে, ছিদ্রের আকার কিছুটা হ্রাস পায় এবং ছিদ্রের সংখ্যা বৃদ্ধি পায়। অ্যালজিনেট হাইড্রোজেল ফোমের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ করার জন্য সংকোচন পরীক্ষা করা হয়েছিল। ফলাফলগুলি দেখায় যে সংকোচন পরীক্ষা থেকে প্রাপ্ত সংকোচনশীল মডুলাস (E0) মানুষের ফুসফুসের জন্য আদর্শ পরিসরে। বায়ু আয়তন অনুপাত হ্রাসের সাথে সাথে E0 বৃদ্ধি পায়। প্রস্তুত নমুনাগুলির রেডিওলজিক্যাল প্রোপার্টিজ (HU) এর মান নমুনাগুলির CT ডেটার উপর ভিত্তি করে এবং তাত্ত্বিক গণনার ফলাফলের সাথে তুলনা করে প্রাপ্ত করা হয়েছিল। ফলাফল অনুকূল ছিল। পরিমাপ করা মানটি মানুষের ফুসফুসের HU মানের কাছাকাছিও। ফলাফলগুলি দেখায় যে মানুষের ফুসফুসের বৈশিষ্ট্যগুলিকে অনুকরণ করে এমন যান্ত্রিক এবং রেডিওলজিক্যাল প্রোপার্টিজের একটি আদর্শ সংমিশ্রণ সহ টিস্যু-অনুকরণকারী হাইড্রোজেল ফোম তৈরি করা সম্ভব।
আশাব্যঞ্জক ফলাফল সত্ত্বেও, বর্তমান ফ্যাব্রিকেশন পদ্ধতিগুলিকে উন্নত করতে হবে যাতে বায়ুর আয়তনের অনুপাত এবং ছিদ্রতা আরও ভালভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যায় যাতে বৈশ্বিক এবং স্থানীয় উভয় স্কেলে তাত্ত্বিক গণনা এবং বাস্তব মানব ফুসফুস থেকে প্রাপ্ত পূর্বাভাসের সাথে মিল থাকে। বর্তমান গবেষণাটি কম্প্রেশন মেকানিক্স পরীক্ষা করার মধ্যেই সীমাবদ্ধ, যা ফ্যান্টমের সম্ভাব্য প্রয়োগকে শ্বাসযন্ত্রের চক্রের কম্প্রেশন পর্যায়ে সীমাবদ্ধ করে। ভবিষ্যত গবেষণাটি গতিশীল লোডিং অবস্থার অধীনে সম্ভাব্য প্রয়োগগুলি মূল্যায়ন করার জন্য টেনসাইল পরীক্ষার পাশাপাশি উপাদানের সামগ্রিক যান্ত্রিক স্থিতিশীলতা তদন্ত করে উপকৃত হবে। এই সীমাবদ্ধতা সত্ত্বেও, গবেষণাটি মানুষের ফুসফুসের অনুকরণকারী একক উপাদানে রেডিওলজিক্যাল এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করার প্রথম সফল প্রচেষ্টা।
বর্তমান গবেষণার সময় তৈরি এবং/অথবা বিশ্লেষণ করা ডেটাসেটগুলি যুক্তিসঙ্গত অনুরোধের ভিত্তিতে সংশ্লিষ্ট লেখকের কাছ থেকে পাওয়া যাবে। পরীক্ষা এবং ডেটাসেট উভয়ই পুনরুৎপাদনযোগ্য।
সং, জি., প্রমুখ। ক্যান্সার বিকিরণ থেরাপির জন্য অভিনব ন্যানোপ্রযুক্তি এবং উন্নত উপকরণ। অ্যাডভান্সড ম্যাটার। ২৯, ১৭০০৯৯৬। https://doi.org/10.1002/adma.201700996 (২০১৭)।
কিল, পিজে, প্রমুখ। রেডিয়েশন অনকোলজিতে শ্বাসযন্ত্রের গতি ব্যবস্থাপনা সম্পর্কিত AAPM 76a টাস্ক ফোর্সের প্রতিবেদন। মেডিক্যাল ফিজ। 33, 3874–3900। https://doi.org/10.1118/1.2349696 (2006)।
আল-মায়া, এ., মোসলে, জে., এবং ব্রক, কে. কে. মানুষের ফুসফুসে ইন্টারফেস এবং উপাদানের অরৈখিকতার মডেলিং। পদার্থবিদ্যা এবং চিকিৎসা এবং জীববিজ্ঞান 53, 305–317। https://doi.org/10.1088/0031-9155/53/1/022 (2008)।
ওয়াং, এক্স., প্রমুখ। 3D বায়োপ্রিন্টিং দ্বারা তৈরি টিউমার-সদৃশ ফুসফুসের ক্যান্সার মডেল। 3. জৈবপ্রযুক্তি। 8 https://doi.org/10.1007/s13205-018-1519-1 (2018)।
লি, এম., প্রমুখ। ফুসফুসের বিকৃতির মডেলিং: বিকৃত চিত্র নিবন্ধন কৌশল এবং স্থানিকভাবে পরিবর্তিত ইয়ংয়ের মডুলাস অনুমানের সমন্বয়ে একটি পদ্ধতি। মেড। ফিজ। 40, 081902। https://doi.org/10.1118/1.4812419 (2013)।
Guimarães, CF et al. জীবন্ত টিস্যুর দৃঢ়তা এবং টিস্যু প্রকৌশলের জন্য এর প্রভাব। প্রকৃতি পর্যালোচনা উপকরণ এবং পরিবেশ 5, 351–370 (2020)।