नेचर डटकमय् झायादीगुलिं छितः सुभाय् । छिं छ्यलादीगु ब्राउजर भर्सनय् सिएसएसया समर्थन म्ह्व जक दु । दकलय् बांलाःगु अनुभवया निंतिं जिमिसं न्हूगु ब्राउजर भर्सन छ्यलेगु (वा इन्टरनेट एक्सप्लोररय् कम्प्याटिबिलिटी मोड बन्द यायेगु) सल्लाह बियाच्वना । थ्वयां अप्वः, निरन्तर ग्वाहालि पक्का यायेत, थुगु साइटय् स्टाइल बाय् जाभास्क्रिप्ट दुमथ्याकी ।
रेडियोथेरापीया झ्वलय् अंग व टिस्यूया गतिविधिं एक्सरेया पोजिसनिंगय् द्वंकेफु । अतः, रेडियोथेरापीया अनुकूलनया निंतिं अंगया गतिया नक्कल यायेत टिसु-समतुल्य यान्त्रिक व रेडियोलोजिकल गुण दूगु पदार्थ माः। तर थुजाःगु सामग्रीया विकास धाःसा हाथ्या जुयाच्वंगु दु । एल्जिनेट हाइड्रोजेलया गुण एक्स्ट्रासेल्युलर म्याट्रिक्सया गुण थें न्याःगु दु, गुकिलिं थ्व टिसु-समतुल्य पदार्थया रुपय् आशाजनक जुइ। थ्व अध्ययनय् इन सिटु Ca2+ रिलिजं इच्छित यान्त्रिक व रेडियोलोजिकल गुण दूगु एल्जिनेट हाइड्रोजेल फोम संश्लेषण याःगु ख। परिभाषित यान्त्रिक व रेडियोलोजिकल गुण दूगु हाइड्रोजेल फोम प्राप्त यायेत वायु-आयतन अनुपातयात बांलाक नियन्त्रण याःगु खः । पदार्थया म्याक्रो- व माइक्रोमोर्फोलोजीया विशेषता क्यन, व संपीडनय् हाइड्रोजेल फोमया व्यवहारया अध्ययन याःगु ख। रेडियोलोजिकल गुणयात सैद्धान्तिक रुपं अनुमानित याःगु खःसा कम्प्यूटेड टोमोग्राफी छ्यलाः प्रयोगात्मक रुपं प्रमाणित याःगु खः । थ्व अध्ययनं रेडियोथेरापीया इलय् विकिरणया मात्रा अनुकूलन व गुणस्तर नियन्त्रणया निंतिं छ्यलेफइगु टिश्यू-समतुल्य सामग्रीया भविष्यया विकासया बारेय् प्रकाश लाकी।
रेडिएशन थेरापी धयागु क्यान्सरया साधारण उपचार खः १ । अंग व तन्तुया गतिविधिं प्रायः विकिरण थेरापीया इलय् एक्स-रेया थासय् त्रुटि जुइ2, गुकिया लिच्वः कथं ट्युमरया कम उपचार जुइफु व वरपरया स्वस्थ कोषयात अनावश्यक विकिरणय् अप्व एक्सपोजर जुइफु। ट्यूमर स्थानीयकरणया त्रुटि म्ह्व यायेत अंग व टिस्यूया गतिविधिया भविष्यवाणी यायेगु क्षमता महत्वपूर्ण जुइ । थ्व अध्ययनं फोक्सोय् केन्द्रित जुल, छाय् धाःसा रेडिएशन थेरापीया इलय् ल्वगितेसं सासः ल्हायेबलय् फोक्सोय् उल्लेखनीय विकृति व आन्दोलन जुइ। मनुया स्वँया गतिया अनुकरण यायेत थी-थी परिमित तत्त्वया मोडेल विकास व छ्यःगु दु3,4,5। न्ह्याथेसां, मनूया अंग व टिस्यूइ जटिल ज्यामिति दु अले तसकं ल्वगिइ निर्भर जुइ । अतः, सैद्धान्तिक मोडेलयात मान्यता बीत, सुधारित चिकित्सा उपचारया सुविधा बीत, व चिकित्सा शिक्षाया उद्देश्यया निंतिं भौतिक मोडेल दयेकेगु निंतिं टिसु-समतुल्य गुण दूगु सामग्री तसकं उपयोगी जुइ।
जटिल बाह्य व आन्तरिक संरचनात्मक ज्यामिति प्राप्त यायेत नरम ऊतक-नक्कल याइगु सामग्रीया विकासं यक्व ध्यान आकर्षित याःगु दु छाय् धाःसा इमिगु अन्तर्निहित यान्त्रिक असंगतिं लक्ष्य अनुप्रयोगय् असफलता जुइफु6,7। अत्यधिक नरमता, इलास्टिसिटी व संरचनात्मक पोरोसिटीया संयोजन याइगु फोक्सोया टिसुया जटिल बायोमेकानिक्सया मोडेलिङं मनुया फोक्सोयात सही रुपं पुनःनिर्माण याइगु मोडेल दयेकेगु छगू महत्वपूर्ण हाथ्या बी। चिकित्सीय हस्तक्षेपय् फोक्सोया मोडेलया प्रभावकारी प्रदर्शनया निंतिं यान्त्रिक व रेडियोलोजिकल गुणया एकीकरण व मिलान महत्वपूर्ण जुइ। एडिटिभ निर्माणं ल्वगि-विशिष्ट मोडेल विकास यायेत प्रभावकारी साबित जूगु दु, गुकिलिं जटिल डिजाइनया द्रुत प्रोटोटाइप यायेत सक्षम याःगु दु। शिन एट अल। ८ नं थ्रीडी-प्रिन्टेड वायुमार्ग दुगु पुनरुत्पादन यायेफइगु, विकृत यायेफइगु स्वँया मोडेल विकास यात । हासेलार एट अल. ९ रेडियोथेरापीया निंतिं छवि गुणस्तर मूल्यांकन व स्थिति प्रमाणीकरण विधिया निंतिं वास्तविक ल्वगिलिसे तसकं ज्वःलाःगु छगू फ्यान्टम विकास यात । होङ एट अल१० नं थ्रीडी प्रिन्टिङ व सिलिकोन कास्टिङ प्रविधि छ्यला छातीया सीटी मोडेल दयेकाः थीथी फोक्सोया घाःया सीटी तीव्रतायात पुनःनिर्माण यानाः परिमाणनया शुद्धताया मूल्यांकन याःगु खः । अथे जुसां थ्व प्रोटोटाइप प्रायः थुज्वःगु पदार्थं दयेकिगु या गुकिया प्रभावकारी गुण फोक्सोया टिस्यू स्वया तसकं फरक जुइ ११।
थौंकन्हय् अप्वः धइथें फोक्सोया फ्यान्टम सिलिकोन वा पोलियुरेथेन फोमं दयेकी, गुगु वास्तविक फोक्सोया पेरेन्काइमाया यान्त्रिक व रेडियोलोजिकल गुणलिसे मेल मजू ।१२,१३ एल्जिनेट हाइड्रोजेल बायोकम्प्याटिबल जुइ व थुकिया ट्युनेबल कन्केन्के गुणया कारणं टिस्यू इन्जिनियरिङय् व्यापक रुपं छ्यलाबुलाय् वःगु दु । फोक्सोया टिस्यूया इलास्टिसिटी व फिलिङ संरचनायात सही रुपं नक्कल याइगु फ्यान्टम छगू प्रयोगात्मक हाथ्या जुयाच्वंगु दु ।
थुगु अध्ययनय्, स्वँया टिस्यू छगू हे कथंया लचक पदार्थ खः धकाः अनुमान याःगु खः । मनुया फोक्सोया टिसु (\(\:\rho\:\))या घनत्व १.०६ g/cm3, व फुलेजुगु फोक्सोया घनत्व ०.२६ g/cm315 खने दु। थी थी प्रयोगात्मक विधि छ्यलाः स्वँया टिस्यूया यंगया मोडुलस (एमवाइ) मानया ब्यापक श्रृंखला प्राप्त जूगु दु । लाई-फूक एट अल. १६ य् समान मुद्रास्फीति दूगु मनुया फोक्सोया वाईएम ०.४२–६.७२ केपीए मापन याःगु दु। गॉस एट अल। १७ नं चुम्बकीय अनुनाद इलास्टोग्राफी छ्यला २.१७ केपीएया वाईएम रिपोर्ट यात । लिउ एट अल। १८ ०.०३–५७.२ केपीएया प्रत्यक्ष मापन वाईएम रिपोर्ट याःगु दु । इलेगबुसी एट अल. १९ नं ल्ययातःगु विरामीपाखें प्राप्त ४डी सीटी तथ्यांकया आधारय् वाईएम ०.१–२.७ केपीए जुइगु अनुमान याःगु दु ।
फोक्सोया रेडियोलोजिकल गुणया निंतिं एक्स-रेनाप फोक्सोया तन्तुया अन्तरक्रिया व्यवहारयात वर्णन यायेत यक्व मापदण्ड छ्येलिगु या, गुकिलि तत्त्व संरचना, इलेक्ट्रोन घनत्व (\(\:{\rho\:}_{e}\)), प्रभावकारी परमाणु ऊर्जा (\(\:{Z}_{eff}\)), me क्षीणता गुणांक (\(\:\मु\:/\rho\:\)) व हाउन्सफील्ड इकाइ (HU), गुकिलिं \(\:\mu\:/\rho\:\) नाप प्रत्यक्ष स्वापू दु।
इलेक्ट्रोन घनत्व \(\:{\rho\:}_{e}\) यात प्रति इकाइ आयतनय् इलेक्ट्रोनया ल्याःकथं परिभाषित याइ अले थुकियात क्वय् बियातःकथं गणना याइ ।
गन \(\:\rho\:\) g/cm3 य् पदार्थया घनत्व ख, \(\:{N}_{A}\) एभोगाड्रो स्थिरांक ख, \(\:{w}_{i}\) द्रव्यमान अंश ख, \(\:){Z}_{i}\) परमाणु संख्या ख:{A}{i the\} जि- गूगु तत्त्व ।
परमाणु ल्याः पदार्थ दुनेया विकिरण अन्तरक्रियाया प्रकृतिलिसे तप्यंक स्वापू दु । यक्व तत्त्व (दसु, कापः) दूगु यौगिक व मिश्रणया निंतिं प्रभावकारी परमाणु ल्याः \(\:{Z}_{eff}\) गणना यायेमाः। थ्व सूत्र मूर्ति एट अलं प्रस्तावित याःगु खः । २०:
औसत उत्तेजना ऊर्जा \(\:I\) लक्ष्य पदार्थं गुलि अःपुक दुहां वनीगु कणया गतिज ऊर्जायात सोसे याइ धकाः वर्णन याइ । थुकिं लक्षित पदार्थया गुण जक वर्णन याइ व कणया गुणलिसे छुं स्वापू मदु । \(\:I\) ब्रागया एडिटिभिटि नियम छ्यलाः ल्याः खायेफै :
मास एटेन्युएशन गुणांक \(\:\mu\:/\rho\:\) लक्ष्य पदार्थय् फोतोनया प्रवेश व ऊर्जा मुक्त जुइगु वर्णन याइ। क्वय् बियातःगु फर्मुला छ्यलाः थुकियात ल्याः खायेफै ।
गन \(\:x\) पदार्थया थिकेगु ख, \(\:{I}_{0}\) घटना प्रकाश तीव्रता ख, व \(\:I\) पदार्थय् दुहां वनेधुंका फोतोन तीव्रता ख। \(\:\mu\:/\rho\:\) डाटा NIST १२६२१ स्ट्यान्डर्ड रेफरेन्स डाटाबेसपाखें प्रत्यक्ष रुपं कायेफइ । \(\:\mu\:/\rho\:\) ल्वाकज्याःगु व यौगिकया मू क्वय् बियातःकथं योजकता नियम छ्यलाः पिकायेफै ।
एचयू कम्प्युटेड टोमोग्राफी (सीटी) तथ्यांकया व्याख्याय् रेडियोघनत्वया मापनया छगू मानकीकृत आयामहीन इकाइ ख, गुकियात मापिगु क्षीणता गुणांक \(\:\mu\:\)ं रेखीय रुपय् रुपान्तरण याइ। थुकियात थुकथं परिभाषित याःगु दु :
गन \(\:{\mu\:}_{लः}\) लःया क्षीणता गुणांक ख, व \(\:{\mu\:}_{वायु}\) वायुया क्षीणता गुणांक ख। अतः, सूत्र (६) स्वया झीसं लःया HU मान ०, व वायुया HU मान -१००० ख। मनूया स्वँया निंतिं एचयू मान -६०० निसें -७००२२ तक जुइ ।
यक्वं टिस्यू समकक्ष सामानत विकास जूगु दु । ग्रिफिथ एट अल. २३ नं पोलियुरेथेन (PU)ं दयेकूगु मनुया टर्सोया टिस्यू इक्विभेलेन्ट मोडेल दयेकल गुकिलि मनुया फोक्सो नापं थी-थी मनुया अंगया रेखीय क्षीणता गुणांकया अनुकरण यायेत थी-थी एकाग्रताय् क्याल्सियम कार्बोनेट (CaCO3) तयादिल व थ्व मोडेलयात ग्रिफिथ नां तल। टेलर२४ नं लॉरेन्स लिभरमोर नेशनल लेबोरेटरी (एलएलएनएल)ं विकास याःगु निगूगु फोक्सोया टिश्यू समकक्ष मोडेल न्ह्यब्वःगु खः, गुकियात एलएलएलएल१ नां बियातःगु खः । ट्राउब एट अल.२५ नं फोमेक्स एक्सआरएस-२७२ छ्यला ५.२५% CaCO3 दूगु प्रदर्शन वृद्धिकर्ताया रुपय् न्हुगु फोक्सोया टिसु विकल्प दयेकल, गुकियात ALT2 नां तल। तालिका १ व २ य् \(\:\rho\:\), \(\:{\rho\:}_{e}\), \(\:{Z}_{eff}\), \(\:I\) व मनुया फोक्सो (ICRU-44) व माथिया समकक्ष मोडेलया निंतिं मास एटेन्युएशन गुणांकया तुलना क्यनातःगु दु।
उत्कृष्ट रेडियोलोजिकल गुण प्राप्त जूसां नं लगभग फुक्कं फ्यान्टम पदार्थ पोलिस्टाइरिन फोमं दयेकिगु या, गुकिया अर्थ थ्व पदार्थया यान्त्रिक गुण मनुया फोक्सोया गुणया लिक्क थ्यनेमफु। पोलियुरेथेन फोमया यंग मोडुलस (YM) करिब ५०० केपीए जुइ, गुगु सामान्य मनुया फोक्सो (करिब ५-१० केपीए)या तुलनाय् आदर्श स्वया तापाः। उकिं धात्थेंगु मनूया स्वँया यान्त्रिक व रेडियोलोजिकल विशेषता पूवंके फइगु न्हूगु सामग्री विकास यायेमाःगु आवश्यकता दु ।
टिस्यू इन्जिनियरिङ्गय् हाइड्रोजेलयात ब्यापक रुपं छ्यली । थुकिया संरचना व गुण एक्स्ट्रासेल्युलर म्याट्रिक्स (इसिएम) थें हे जुइ अले अःपुक हे समायोजन यायेफइ । थुगु अध्ययनय्, फोम दयेकेगु निंतिं बायोमटेरियलया कथं शुद्ध सोडियम एल्जिनेट ल्यःगु खः । एल्जिनेट हाइड्रोजेल बायोकम्प्याटिबल ख व थुकिया समायोज्य यान्त्रिक गुणया कारणं टिस्यू इन्जिनियरिङय् व्यापक रुपं छ्येलिगु या। सोडियम एल्जिनेट (C6H7NaO6)nया तत्त्व संरचना व Ca2+या उपस्थितिं थुकिया रेडियोलोजिकल गुणयात माःगु कथं समायोजन यायेछिं। समायोज्य यान्त्रिक व रेडियोलोजिकल गुणया थ्व संयोजनं एल्जिनेट हाइड्रोजेलयात झीगु अध्ययनया निंतिं आदर्श दयेकी। अवश्य नं एल्जिनेट हाइड्रोजेलया नं सीमितता दु, विशेष यानाः सिम्युलेटेड रेस्पिरेटरी साइकलया इलय् दीर्घकालीन स्थिरताया ल्याखं । उकिं, थुगु सीमिततायात सम्बोधन यायेत भविष्यया अध्ययनय् थप भिंके माःगु दु अले आशा याःगु दु ।
थ्व ज्याय् जिमिसं मनुया फोक्सोया टिस्यूया थें न्याःगु नियन्त्रणयोग्य rho मूल्य, इलास्टिसिटी, व रेडियोलोजिकल गुण दूगु एल्जिनेट हाइड्रोजेल फोम मटेरियल दयेका। थ्व अध्ययनं ट्युनेबल इलास्टिक व रेडियोलोजिकल गुण दूगु टिस्यू थें न्याःगु फ्यान्टम दयेकेगु सामान्य समाधान बी। भौतिक गुणयात मनूया गुगुं नं टिस्यू व अंगय् अःपुक मिले यायेफइ ।
हाइड्रोजेल फोमया लक्ष्य वायु व आयतन अनुपात मनुया फोक्सोया एचयू रेन्ज (-६०० निसें -७००)या आधारय् गणना याःगु खः । फोम फय् व सिन्थेटिक एल्जिनेट हाइड्रोजेलया साधारण मिश्रण खः धकाः अनुमान याःगु खः । व्यक्तिगत तत्त्वया सरल जोड नियम \(\:\mu\:/\rho\:\) छ्येला वायुया आयतन अंश व संश्लेषित एल्जिनेट हाइड्रोजेलया आयतन अनुपातया गणना यायेछिं।
सिग्मा-एल्ड्रिच लुइस कम्पनी, सेन्टं न्याःगु सोडियम एल्जिनेट (भाग ल्याः W201502), CaCO3 (भाग ल्याः ७९५४४५, मेगावाट : १००.०९), व GDL (भाग ल्याः G4750, मेगावाट : १७८.१४) छ्यला एल्जिनेट हाइड्रोजेल फोम दयेकूगु खः । ७०% सोडियम लौरिल इथर सल्फेट (एसएलईएस ७०) रेनोनड ट्रेडिङ एलएलसीपाखें न्याःगु खः । फोम दयेकेगु प्रक्रियाय् डिआयोनाइज्ड लः छ्यल । सोडियम एल्जिनेटयात कोथाया तापक्रमय् निरन्तर हिलाबुला (६०० आरपीएम) याना डिआयनाइज्ड लःइ घुलनशील याना छगू समरूप ह्याउँगु पारदर्शी द्रावण प्राप्त जुइ। जिडिएलया संयोजनय् सिएसिओ३यात सिए२+ स्रोतया रुपय् जेलेसन न्ह्याकेत छ्यःगु खः । हाइड्रोजेल दुने पोरस संरचना दयेकेत एसएलइएस ७० यात सर्फेक्ट्यान्टया रुपय् छ्यःगु खः । एल्जिनेटया एकाग्रता ५% व Ca2+:-COOH मोलर अनुपात ०.१८य् कायम यानातःगु दु। तटस्थ पीएच कायम यायेत फोम दयेकेगु झ्वलय् CaCO3:GDL मोलर अनुपात नं ०.५ य् कायम यानातःगु खः । मू २६ खः । फुक्क नमूनाय् एसएलइएस ७० या आयतनया २% तनाबिल । द्रावण व फय् या ल्वाकज्यायेगु अनुपातयात नियन्त्रण यायेत पुसा दुगु बीकर छ्यःगु खः । बीकरया मुक्कं आयतन १४० एमएल खः । सैद्धान्तिक गणनाया लिच्वःया आधारय् वायुलिसे ल्वाकछ्यायेत बीकरय् थीथी मात्राय् मिश्रण (५० एमएल, १०० एमएल, ११० एमएल) तःगु खः । ५० एमएल मिश्रण दुगु नमूनायात पर्याप्त वायुलिसे मिश्रण यायेगु कथं दयेकूगु खःसा मेगु निगू नमूनाय् वायुया आयतन अनुपात नियन्त्रण याःगु खः । न्हापां एल्जिनेटया द्रावणय् एसएलईएस ७० तयाः इलेक्ट्रिक स्टिररं पूवंक ल्वाकज्यायेक ल्वाकज्याकेगु ज्या यात । अनंलि, CaCO3 सस्पेन्सनयात मिश्रणय् तयाः मिश्रण पूवंक मिश्रण जुइत निरन्तर रुपं हिलाच्वनी, गुबलय् थुकिया रंग ह्याउँसे च्वनी । अन्तय्, जेलेसन न्ह्याकेगु निंतिं मिश्रणय् जीडीएल द्रावण तनेगु ज्या जुल, व थ्व प्रक्रियाय् यान्त्रिक हिलासु कायम जुल। ५० एमएल मिश्रण दुगु नमूनाया निंतिं मिश्रणया आयतन हिलेगु बन्द जुइवं यान्त्रिक हिलेगु बन्द याःगु खः । १०० एमएल व ११० एमएल मिश्रण दुगु नमूनाया निंतिं मिश्रणं बीकरय् भरे जुइवं यान्त्रिक हिलेगु ज्या बन्द याःगु खः । जिमिसं ५० एमएल निसें १०० एमएलया दथुइ हाइड्रोजेल फोम दयेकेगु कुतः नं याना । तर फोमया संरचनात्मक अस्थिरता खनेदत, छाय् धाःसा थ्व पूर्ण वायु मिश्रणया अवस्था व वायुया आयतन नियन्त्रणया अवस्था दथुइ उतारचढाव जुइ, गुकिया लिच्वः कथं आयतन नियन्त्रण असंगत जुइ। थ्व अस्थिरतां गणनाय् अनिश्चितता दुथ्याकल, व उकिं थ्व आयतन दायरायात थ्व अध्ययनय् दुमथ्याकल।
हाइड्रोजेल फोमया नमूनाया द्रव्यमान \(\:m\) व आयतन \(\:V\) मापेयाना हाइड्रोजेल फोमया घनत्व \(\:\rho\:\) गणना याइ।
जेइस एक्सियो अब्जर्भर ए १ क्यामरा छ्यलाः हाइड्रोजेल फोमया अप्टिकल माइक्रोस्कोपिक किपा काःगु खः । प्राप्त किपाया आधारय् छगू निश्चित क्षेत्रय् नमूनाय् पोरया ल्याः व आकार वितरणया गणना यायेत इमेजजे सफ्टवेयर छ्यःगु खः । पोर बां चाकलाःगु जुइमाः धकाः अनुमान याइ ।
एल्जिनेट हाइड्रोजेल फोमया यान्त्रिक गुणया अध्ययन यायेत TESTRESOURCES १०० सिरिजया मेसिन छ्यला युनिएक्सियल कम्प्रेसन परीक्षण याःगु ख। नमूनायात आयताकार ब्लकय् चीकाः ब्लकया आयाम मापन यानाः तनाव व तनावया गणना याःगु खः । क्रसहेडया गति १० एमएम/मिनेटय् सेट याःगु खः । प्रत्येक नमूनाया निंतिं स्वंगू नमूना परीक्षण यानाः लिच्वःपाखें औसत व मानक विचलनया गणना याःगु खः । थ्व अध्ययनय् एल्जिनेट हाइड्रोजेल फोमया संपीडन यान्त्रिक गुणय् केन्द्रित जुल छाय् धाःसा श्वासप्रश्वासया चक्रया छगू निश्चित चरणय् फोक्सोया टिश्यूयात संपीडन बलया अधीन जुइ। विस्तारितता अवश्य नं महत्वपूर्ण ख, विशेष यानाः फोक्सोया टिश्यूया पूर्ण गतिशील व्यवहारयात प्रतिबिम्बित यायेत व थ्व भविष्यया अध्ययनय् अनुसन्धान जुइ।
तयार जूगु हाइड्रोजेल फोमया नमूनायात सिमेन्स सोमाटम ड्राइभ डुअल च्यानल सिटि स्क्यानरय् स्क्यान याःगु खः । स्क्यानिङ्ग प्यारामिटर थुकथं सेट याःगु खः : ४० एमएएस, १२० केभिपि व १ एमएम स्लाइस थिकनेस । थुकिया लिच्वः कथं वःगु डिकम फाइलयात माइक्रोडाइकम डिकम भ्यूअर सफ्टवेयर छ्यला प्रत्येक नमूनाया ५ गू क्रस सेक्सनया एचयू मूल्यया विश्लेषण याःगु खः । सिटिपाखें प्राप्त एचयू मूल्ययात नमूनाया घनत्व तथ्यांकया आधारय् सैद्धान्तिक गणनालिसे तुलना याःगु खः ।
थ्व अध्ययनया आज्जु नरम पदार्थया इन्जिनियरिङ यानाः व्यक्तिगत अंगया मोडेल व कृत्रिम जैविक ऊतकया निर्माणय् क्रान्ति हयेगु खः । मनुया फोक्सोया ज्यायाइगु यान्त्रिकतानाप मेल खनिगु यान्त्रिक व रेडियोलोजिकल गुण दूगु सामग्री विकास यायेगु लक्षित अनुप्रयोग गथेकि चिकित्सा तालिमय् सुधार, सर्जिकल योजना, व विकिरण चिकित्सा योजनाया निंतिं महत्वपूर्ण ख। चित्र १ ए य् जिमिसं मनुया फोक्सोया मोडेल दयेकेगु निंतिं पुटेटिभ रुपं छ्यःगु नरम पदार्थया यान्त्रिक व रेडियोलोजिकल गुण दथुइ विसंगति प्लाट यानागु खः । थौं तक्क, माःगु रेडियोलोजिकल गुण क्यनिगु सामग्री दयेकूगु दु, तर उकिया यान्त्रिक गुणं माःगु आवश्यकता पूवंके मफु। विकृत जुइगु मनूया स्वँया मोडेल दयेकेगु निंतिं पोलियुरेथेन फोम व रबर दकलय् अप्वः छ्यलीगु सामग्री खः । पोलियुरेथेन फोम (यंगया मोडुलस, वाईएम)या यान्त्रिक गुण सामान्यतया सामान्य मनुया फोक्सोया टिस्यू स्वया १० निसें १०० गुणा अप्व जुइ। माःगु यान्त्रिक व रेडियोलोजिकल नित्तां गुण क्यनीगु सामान आःतकं सीके मफुनि ।
(क) थीथी नरम पदार्थया गुणया योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व व घनत्व, यंगया मोडुलस व रेडियोलोजिकल गुणया ल्याखं मनुया फोक्सोनाप तुलना (एचयूइ)। (ख) \(\:\mu\:/\rho\:\) एल्जिनेट हाइड्रोजेलया एक्स-रे विवर्तन स्वरुप ५% एकाग्रता व Ca2+:-COOH मोलर अनुपात ०.१८। (सि) हाइड्रोजेल फोमय् फय् या आयतन अनुपातया दायरा । (डी) थी थी वायु आयतन अनुपात दुगु एल्जिनेट हाइड्रोजेल फोमया स्कीमेटिक प्रतिनिधित्व ।
५% एकाग्रता व Ca2+:-COOH मोलर अनुपात ०.१८ दूगु एल्जिनेट हाइड्रोजेलया तत्व संरचना गणना याःगु ख, व लिच्वः तालिका ३ य् क्यनातःगु दु। १ बि.
वायु व लःया निंतिं \(\:\mu\:/\rho\:\) मूल्य प्रत्यक्ष रुपं NIST १२६१२ मापदण्ड सन्दर्भ डाटाबेसं प्राप्त याःगु खः । थुकथं चित्र १सीइ मनुया फोक्सोया निंतिं -६०० व -७०० दथुइ एचयू समकक्ष मूल्य दूगु हाइड्रोजेल फोमय् गणना यानातःगु वायु आयतन अनुपात क्यनातःगु दु। सैद्धान्तिक रुपं गणना यानातःगु वायु आयतन अनुपात १ × १०−३ निसें २ × १०१ MeV तक्कया ऊर्जा दायराय् ६०–७०% दुने स्थिर जुइ, गुकिलिं डाउनस्ट्रिम निर्माण प्रक्रियाय् हाइड्रोजेल फोमया छ्येलेगु बांलाःगु सम्भावनाया संकेत बी।
किपा १डिं तयार जूगु एल्जिनेट हाइड्रोजेल फोमया नमूना क्यनी । दक्वं नमूनायात १२.७ एमएमया किनारा हाकः दुगु क्यूबय् चानाबिल । लिच्वःकथं छगू हे कथंया, स्वंगू आयामकथं स्थीर हाइड्रोजेल फोम दयावल । वायुया आयतन अनुपात न्ह्यागु हे जूसां हाइड्रोजेल फोमया स्वरुपय् छुं नं उल्लेखनीय भिन्नता खने मदु । हाइड्रोजेल फोमया आत्मनिर्भर प्रकृतिं हाइड्रोजेल दुने दयावःगु नेटवर्क फोमया हे तौलयात सह यायेत पर्याप्त बल्लाःगु खनेदु । फोमं भचा भचा लः पिहां वःगु बाहेक फोमं छुं वाःया निंतिं क्षणिक स्थिरता नं क्यंगु खः ।
फोम नमूनाया द्रव्यमान व आयतन मापेयाना तयार जूगु हाइड्रोजेल फोमया घनत्व \(\:\rho\:\) गणना याःगु ख, व लिच्वः तालिका ४ य् क्यनातःगु दु।थुकिलि लिच्वः वायुया आयतन अनुपातय् \(\:\rho\:\)या निर्भरता क्यनातःगु दु। ५० एमएल नमूनाय् पर्याप्त वायु ल्वाकछ्यायेबलय् घनत्व दकलय् म्हो जुइ व ०.४८२ ग्राम/सेमी३ जुइ। ल्वाकज्याःगु फय् या मात्रा म्ह्व जुजुं वःलिसे, घनत्व ०.६८५ ग्राम/सेमि३ तक अप्वइ । ५० एमएल, १०० एमएल व ११० एमएलया पुचः दथुइ अधिकतम p मान ०.००४ < ०.०५ खनेदु, गुकिलिं लिच्वःया तथ्यांकीय महत्त्व क्यनि।
सैद्धान्तिक \(\:\rho\:\) मान नं नियन्त्रित वायु आयतन अनुपात छ्यला गणना याइ। मापनया लिच्वः कथं \(\:\rho\:\) सैद्धान्तिक मू स्वया ०.१ g/cm3 चिधं। थ्व भिन्नतायात जेलेसन प्रक्रियाय् हाइड्रोजेलय् उत्पन्न जुइगु आन्तरिक तनावं व्याख्या यायेछिं, गुकिलिं सुजः जुइ व थुकिलिं \(\:\rho\:\) म्हो जुइ। चित्र २ (ए, बी व सी) य् क्यनातःगु सीटी इमेजय् हाइड्रोजेल फोम दुने छुं ग्यापया अवलोकनं थ्व खँयात अझ पुष्टि याःगु खः ।
हाइड्रोजेल फोमया अप्टिकल माइक्रोस्कोपी इमेजय् थीथी वायु आयतन सामग्री (क) ५०, (ख) १००, व (ग) ११०.
चित्र ३ (ए, बी, सी) य् थीथी वायु आयतन अनुपात दूगु हाइड्रोजेल फोमया नमूनाया अप्टिकल माइक्रोस्कोपया किपा क्यनातःगु दु । थुकिया लिच्वःं हाइड्रोजेल फोमया अप्टिकल संरचना क्यनाच्वंगु दु, गुकिं थीथी व्यासया पोरया किपा स्पष्ट रुपं क्यनाच्वंगु दु । इमेजजे छ्यलाः पोर ल्याः व ब्यासया वितरणया गणना याःगु खः । प्रत्येक नमूनाया निंतिं ६गु किपा काःगु ख, प्रत्येक किपाया आकार ११२५.२७ μm × ८४३.९६ μm, व प्रत्येक नमूनाया निंतिं कुल विश्लेषण क्षेत्र ५.७ mm2 ख।
(ए) थीथी वायु आयतन अनुपात दुगु एल्जिनेट हाइड्रोजेल फोमया संपीडन तनाव-तनाव व्यवहार। (बि) एक्सपोनेन्सियल फिटिङ्ग । (सि) थी थी फय् या आयतन अनुपात दुगु हाइड्रोजेल फोमया कम्प्रेसन इ० । (डी) विभिन्न वायु आयतन अनुपात के साथ एल्जिनेट हाइड्रोजेल फोमया अन्तिम संपीडन तनाव व तनाव।
चित्र ३ (D, E, F) य् पोर साइज वितरण अपेक्षाकृत एकरुप खनेदु, गुकिलि दशौं माइक्रोमिटर निसें करिब ५०० माइक्रोमिटर तक्क दु। पोर साइज मूलतः छगू हे जुइ, अले फय् या आयतन म्ह्व जुजुं वनीबलय् थ्व भचा म्ह्व जुइ । परीक्षण तथ्यांक कथं ५० एमएलया नमूनाया औसत पोर साइज १९२.१६ माइक्रोमिटर, मेदियान १८४.५१ माइक्रोमिटर, व प्रति युनिट क्षेत्रफलय् पोरया ल्याः १०३; १०० एमएल नमूनाया औसत पोर आकार १५६.६२ माइक्रोमिटर, मेदियान १५१.०७ माइक्रोमिटर, व प्रति युनिट क्षेत्रफलय् पोरया ल्याः १०९ ख; ११० एमएल नमूनाया सम्बन्धित मू क्रमशः १६३.०७ माइक्रोमिटर, १५०.२९ माइक्रोमिटर व ११५ ख। तथ्यांकं क्यंगु दु कि औसत पोर आकारया तथ्यांकीय लिच्वःय् तःधंगु पोरया प्रभाव अप्वः जुइ, व मेदियान पोर आकारं पोर आकारया हिउपाःया प्रवृत्तियात बांलाक्क प्रतिबिम्बित यायेफु। नमूनाया आयतन ५० एमएलं ११० एमएल तक अप्वया वनेवं पोरया ल्याः नं अप्वया वनी । मेदियान पोर व्यास व पोर ल्याःया तथ्यांकीय लिच्वःयात स्वानाः थ्व निष्कर्ष पिकायेछिं कि आयतन अप्वयेवं नमूना दुने चिधंगु आकारया अप्व पोर दयावइ।
मेकानिकल टेस्ट डाटा किपा ४ए व ४डिइ क्यनातःगु दु । चित्र ४ ए य् थी-थी वायु आयतन अनुपात दूगु तयार जूगु हाइड्रोजेल फोमया संपीडन तनाव-तनाव व्यवहार क्यनातःगु दु। लिच्वःकथं दक्वं नमूनाय् ज्वःलाःगु गैररेखीय तनाव-तनाव ब्यवहार दु । प्रत्येक नमूनाया निंतिं, तनाव अप्वया वनेवं तनाव याकनं अप्वया वनी । हाइड्रोजेल फोमया कम्प्रेसिभ स्ट्रेस-स्ट्रेन व्यवहारय् छगू एक्सपोनेन्सियल कर्भ फिट यानातःगु खः । चित्र ४ ख य् हाइड्रोजेल फोमय् अनुमानित मोडेलया रुपय् एक्सपोनेन्सियल फंक्सन लागू यायेधुंकाया लिच्वः क्यनातःगु दु।
थी-थी वायु आयतन अनुपात दूगु हाइड्रोजेल फोमया निंतिं इमिगु संपीडन मोडुलस (E0)या नं अध्ययन याःगु ख। हाइड्रोजेलया विश्लेषण थें हे २०% प्रारम्भिक तनावया दायराय् कम्प्रेसिभ यंगया मोडुलसया अनुसन्धान याःगु ख। कम्प्रेसन परीक्षणया लिच्वः किपा ४ सिइ क्यनातःगु दु । चित्र ४सीइ खनेदूगु लिच्वः कथं नमूना ५० निसें नमूना ११० तक वायु आयतन अनुपात म्हो जुजुं वनेवं एल्जिनेट हाइड्रोजेल फोमया कम्प्रेसिभ यंग मोडुलस ई० १०.८६ केपीए निसें १८ केपीए तक अप्वइ ।
अथे हे हाइड्रोजेल फोमया पूर्ण तनाव-तनाव वक्र, नापं अन्तिम संपीडन तनाव व तनाव मूल्य प्राप्त जुल। किपा ४डिं एल्जिनेट हाइड्रोजेल फोमया अन्तिम संपीडन तनाव व तनाव क्यनी । प्रत्येक डाटा प्वाइन्ट धयागु स्वंगू परीक्षणया लिच्वःया औसत खः । ग्यासया मात्रा म्हो जुजुं वनेवं अन्तिम संपीडन तनाव ९.८४ केपीए निसें १७.५८ केपीए तक अप्वइगु लिच्वः पिहां वःगु दु । अन्तिम तनाव करिब ३८% स्थीर जुयाच्वनी ।
चित्र २ (ए, बी, व सी) य् क्रमशः ५०, १००, व ११० नमूनालिसे स्वापू दूगु थीथी वायु आयतन अनुपात दूगु हाइड्रोजेल फोमया सीटी इमेज क्यनातःगु दु । दयेकूगु हाइड्रोजेल फोम लगभग एकरुप जूगु किपां क्यनी । नमूना १०० व ११० य् म्हो जक ग्याप खनेदूगु खःसा थ्व ग्यापया निर्माण जेलेसन प्रक्रियाया झ्वलय् हाइड्रोजेलय् उत्पन्न जुइगु आन्तरिक तनावया कारणं जुइफु । जिमिसं प्रत्येक नमूनाया ५ क्रस सेक्सनया निंतिं एचयू मूल्य गणना यानाः उकियात सम्बन्धित सैद्धान्तिक गणनाया लिच्वःलिसें तालिका ५ य् सूचीकृत याना ।
तालिका ५ नं थी थी फय् या आयतन अनुपात दुगु नमूनां थी थी एचयू मान प्राप्त याःगु क्यनी । ५० एमएल, १०० एमएल व ११० एमएल पुचःया दथुइ अधिकतम p मान ०.००४ < ०.०५ खनेदु, गुकिलिं लिच्वःया तथ्यांकीय महत्त्व क्यनि। परीक्षण याःगु स्वंगू नमूना मध्ये ५० एमएल मिश्रण दुगु नमूनाय् मनूया स्वँया रेडियोलोजिकल गुण दकलय् लिक्क लाःगु खः । तालिका ५ या लिपांगु स्तम्भ मापन यानातःगु फोम मूल्य \(\:\rho\:\)या आधारय् सैद्धान्तिक गणना यानाः प्राप्त लिच्वः खः । मापन यानातःगु तथ्यांकयात सैद्धान्तिक लिच्वःलिसे तुलना यानाः सीटी स्क्यानिङं प्राप्त एचयू मूल्य सामान्यतया सैद्धान्तिक लिच्वःया लिक्क लाःगु खनेदइ, गुकिं लिपा चित्र १ सीइ वायु आयतन अनुपात गणनाया लिच्वःयात पुष्टि याइ ।
थुगु अध्ययनया मू आज्जु धयागु मनूया स्वँया तुलनाय् यान्त्रिक व रेडियोलोजिकल गुण दुगु पदार्थ दयेकेगु खः । थ्व उद्देश्य मनुया फोक्सोया गुलि फु उलि लिक्क लाःगु टेलर टिस्यू समकक्ष यान्त्रिक व रेडियोलोजिकल गुण दूगु हाइड्रोजेलय् आधारित सामग्री विकास यानाः प्राप्त याःगु खः । सैद्धान्तिक गणनाया निर्देशनय् सोडियम एल्जिनेट द्रावण, CaCO3, GDL व SLES 70 यात यान्त्रिक रुपं मिश्रण यानाः थीथी वायु आयतन अनुपात दूगु हाइड्रोजेल फोम दयेकूगु खःसा आकारिकी विश्लेषणं छगू समरूप स्वंगू आयामी स्थिर हाइड्रोजेल फोम दयेकूगु खनेदु । फय् या आयतन अनुपात हिलाः फोमया घनत्व व पोरोसिटीयात थःगु इच्छा कथं हिलेफइ । वायुया मात्रा अप्वयेवं पोरया आकार भचा म्हो जुयाः पोरया ल्याः अप्वया वनी । एल्जिनेट हाइड्रोजेल फोमया यान्त्रिक गुणया विश्लेषण यायेत कम्प्रेसन परीक्षण याःगु खः । लिच्वः कथं कम्प्रेसन परीक्षणपाखें प्राप्त कम्प्रेसिभ मोडुलस (ई०) मनूया फोक्सोया निंतिं आदर्श दायराय् दु । फय् या आयतन अनुपात म्ह्व जुजुं वःलिसे इ० अप्वया वनी । तयार जूगु नमूनाया रेडियोलोजिकल गुण (एचयू)या मूल्य नमूनाया सीटी तथ्यांकया आधारय् प्राप्त यानाः सैद्धान्तिक गणनाया लिच्वःलिसे तुलना याःगु खः । लिच्वः अनुकूल जुल । दाना स्वःगु मान नं मनूया स्वँया एचयू मानया लिक्क लाः । थुकिया लिच्वः कथं मनूया फोक्सोया गुणया नक्कल याइगु यान्त्रिक व रेडियोलोजिकल गुणया आदर्श संयोजन दुगु टिश्यू नक्कल याइगु हाइड्रोजेल फोम दयेकेगु सम्भव दु ।
आशाजनक लिच्वः जूसां नं सैद्धान्तिक गणना व वास्तविक मानव फोक्सोपाखें वःगु भविष्यवाणीयात विश्वव्यापी व स्थानीय निगुलिं स्तरय् मेल खायेत वायुया आयतन अनुपात व पोरोसिटीयात बांलाक नियन्त्रण यायेत आःया निर्माण विधिइ सुधार यायेमाःगु आवश्यकता दु । आःया अध्ययन कम्प्रेसन यान्त्रिकया परीक्षणय् नं सीमित दु, गुकिलिं फ्यान्टमया सम्भावित छ्येलेज्यायात श्वासप्रश्वास चक्रया कम्प्रेसन चरणय् सीमित याइ। भविष्यया अनुसन्धानं गतिशील लोडिंग अवस्थाय् सम्भावित अनुप्रयोगया मूल्यांकन यायेत तन्यता परीक्षणया नापं सामग्रीया समग्र यान्त्रिक स्थिरताया अनुसन्धानं फाइदा जुइ। थ्व सीमितताया बाबजुद नं थ्व अध्ययनं मनुया फोक्सोया नक्कल याइगु छगू हे सामग्रीइ रेडियोलोजिकल व यान्त्रिक गुणयात संयोजन यायेगु न्हापांगु सफल कुतःया चिं खः ।
आःया अध्ययनया झ्वलय् उत्पन्न व/वा विश्लेषण जूगु डाटासेट उचित इनाप याःसा सम्बन्धित च्वमिपाखें उपलब्ध जुइ । प्रयोग व डाटासेट नित्तां पुनःनिर्माण यायेफइगु खः ।
गीत, जी, एट अल. क्यान्सर विकिरण उपचारया निंतिं न्हूगु नैनोप्रविधि व उन्नत सामग्री । ३ वि. पदार्थ। २९, १७००९९६. https://डोइ.ओर्ग/१०.१००२/एडमा.२०१७००९९६ (२०१७)।
किल, पीजे, एट अल। विकिरण ओन्कोलोजीइ श्वासप्रश्वासया गति व्यवस्थापन सम्बन्धी एएपीएम ७६ए कार्यदलया प्रतिवेदन । मेड. भौतिक ३३, ३८७४–३९००। १०.१११८/१.२३४९६९६ (२००६) ।
अल-माया, ए, मोसेली, जे, व ब्रॉक, केके मानव फुफ्फुसय् इन्टरफेस व भौतिक गैर-रैखिकता मोडेलिङ। भौतिक विज्ञान व चिकित्सा व जीव विज्ञान 53, 305-317. १०.१०८८/००३१-९१५५/५३/१/०२२ (२००८)
वांग, एक्स, एट अल. थ्रीडी बायोप्रिन्टिङ्गं पिकाःगु ट्यूमर थें जाःगु स्वँया क्यान्सर मोडेल । ३.जैव प्रविधि। ८ https://डोइ.ओर्ग/१०.१००७/एस१३२०५-०१८-१५१९-१ (२०१८)।
ली, एम, एट अल. मोडेलिङ लङ्ग डिफर्मेशन : डिफर्मेबल इमेज रेजिस्ट्रेशन टेक्निक व स्थानिक रुपं भिन्न जुइगु यंगया मोडुलस अनुमानया संयोजन याइगु छगू विधि। मेड. भौतिक ४०, ०८१९०२.ह्ट्ट्ट्स/डोइ.ओर्ग/१०.१११८/१.४८१२४१९ (२०१३)।
गुइमारेन्स, सीएफ एट अल. जीवित टिस्यूया कडापन व टिस्यू इन्जिनियरिङ्गया निंतिं थुकिया लिच्वः । प्रकृति समीक्षा सामग्री व वातावरण ५, ३५१–३७० (२०२०)।