nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி. நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவி பதிப்பில் குறைந்த CSS ஆதரவு உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்திற்கு, சமீபத்திய உலாவி பதிப்பைப் பயன்படுத்த பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கத்தன்மை பயன்முறையை முடக்குதல்). கூடுதலாக, தொடர்ச்சியான ஆதரவை உறுதிசெய்ய, இந்த தளம் ஸ்டைல்கள் அல்லது ஜாவாஸ்கிரிப்டை சேர்க்காது.
கதிரியக்க சிகிச்சையின் போது உறுப்புகள் மற்றும் திசுக்களின் இயக்கம் எக்ஸ்-கதிர்களை நிலைநிறுத்துவதில் பிழைகளுக்கு வழிவகுக்கும். எனவே, கதிரியக்க சிகிச்சையின் உகப்பாக்கத்திற்காக உறுப்பு இயக்கத்தைப் பிரதிபலிக்க திசு-சமமான இயந்திர மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளைக் கொண்ட பொருட்கள் தேவைப்படுகின்றன. இருப்பினும், அத்தகைய பொருட்களின் வளர்ச்சி ஒரு சவாலாகவே உள்ளது. ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரோஜெல்கள் புற-செல்லுலார் மேட்ரிக்ஸின் பண்புகளைப் போன்ற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, இதனால் அவை திசு-சமமான பொருட்களாக நம்பிக்கைக்குரியவை. இந்த ஆய்வில், விரும்பிய இயந்திர மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளைக் கொண்ட ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரோஜெல் நுரைகள் இன் சிட்டு Ca2+ வெளியீட்டால் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டன. வரையறுக்கப்பட்ட இயந்திர மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளைக் கொண்ட ஹைட்ரோஜெல் நுரைகளைப் பெற காற்று-தொகுதி விகிதம் கவனமாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்டது. பொருட்களின் மேக்ரோ- மற்றும் மைக்ரோமார்பாலஜி வகைப்படுத்தப்பட்டது, மேலும் சுருக்கத்தின் கீழ் உள்ள ஹைட்ரோஜெல் நுரைகளின் நடத்தை ஆய்வு செய்யப்பட்டது. கதிரியக்க பண்புகள் கோட்பாட்டளவில் மதிப்பிடப்பட்டு, கணக்கிடப்பட்ட டோமோகிராஃபியைப் பயன்படுத்தி சோதனை ரீதியாக சரிபார்க்கப்பட்டன. கதிரியக்க சிகிச்சையின் போது கதிர்வீச்சு டோஸ் உகப்பாக்கம் மற்றும் தரக் கட்டுப்பாட்டுக்கு பயன்படுத்தக்கூடிய திசு-சமமான பொருட்களின் எதிர்கால வளர்ச்சி குறித்து இந்த ஆய்வு வெளிச்சம் போட்டுக் காட்டுகிறது.
கதிர்வீச்சு சிகிச்சை என்பது புற்றுநோய்க்கான ஒரு பொதுவான சிகிச்சையாகும்1. கதிர்வீச்சு சிகிச்சையின் போது உறுப்புகள் மற்றும் திசுக்களின் இயக்கம் பெரும்பாலும் எக்ஸ்-கதிர்களை நிலைநிறுத்துவதில் பிழைகளுக்கு வழிவகுக்கிறது2, இது கட்டியின் போதுமான சிகிச்சைக்கு வழிவகுக்காது மற்றும் சுற்றியுள்ள ஆரோக்கியமான செல்கள் தேவையற்ற கதிர்வீச்சுக்கு அதிகமாக வெளிப்படும். கட்டி உள்ளூர்மயமாக்கல் பிழைகளைக் குறைப்பதற்கு உறுப்புகள் மற்றும் திசுக்களின் இயக்கத்தை கணிக்கும் திறன் மிக முக்கியமானது. கதிர்வீச்சு சிகிச்சையின் போது நோயாளிகள் சுவாசிக்கும்போது அவை குறிப்பிடத்தக்க சிதைவுகள் மற்றும் இயக்கங்களுக்கு உட்படுவதால், இந்த ஆய்வு நுரையீரலில் கவனம் செலுத்தியது. மனித நுரையீரலின் இயக்கத்தை உருவகப்படுத்த பல்வேறு வரையறுக்கப்பட்ட உறுப்பு மாதிரிகள் உருவாக்கப்பட்டு பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன3,4,5. இருப்பினும், மனித உறுப்புகள் மற்றும் திசுக்கள் சிக்கலான வடிவவியலைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் நோயாளியைச் சார்ந்தவை. எனவே, திசு-சமமான பண்புகளைக் கொண்ட பொருட்கள் தத்துவார்த்த மாதிரிகளை சரிபார்க்க, மேம்பட்ட மருத்துவ சிகிச்சையை எளிதாக்க மற்றும் மருத்துவ கல்வி நோக்கங்களுக்காக இயற்பியல் மாதிரிகளை உருவாக்குவதற்கு மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.
சிக்கலான வெளிப்புற மற்றும் உள் கட்டமைப்பு வடிவவியலை அடைய மென்மையான திசுக்களைப் பிரதிபலிக்கும் பொருட்களின் வளர்ச்சி அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது, ஏனெனில் அவற்றின் உள்ளார்ந்த இயந்திர முரண்பாடுகள் இலக்கு பயன்பாடுகளில் தோல்விகளுக்கு வழிவகுக்கும்6,7. தீவிர மென்மை, நெகிழ்ச்சி மற்றும் கட்டமைப்பு போரோசிட்டி ஆகியவற்றை இணைக்கும் நுரையீரல் திசுக்களின் சிக்கலான உயிரியக்கவியலை மாதிரியாக்குவது, மனித நுரையீரலை துல்லியமாக இனப்பெருக்கம் செய்யும் மாதிரிகளை உருவாக்குவதில் குறிப்பிடத்தக்க சவாலை ஏற்படுத்துகிறது. சிகிச்சை தலையீடுகளில் நுரையீரல் மாதிரிகளின் பயனுள்ள செயல்திறனுக்கு இயந்திர மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளின் ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் பொருத்தம் மிக முக்கியமானவை. நோயாளி-குறிப்பிட்ட மாதிரிகளை உருவாக்குவதில் சேர்க்கை உற்பத்தி பயனுள்ளதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, இது சிக்கலான வடிவமைப்புகளின் விரைவான முன்மாதிரியை செயல்படுத்துகிறது. ஷின் மற்றும் பலர். 8 3D-அச்சிடப்பட்ட காற்றுப்பாதைகளுடன் மீண்டும் உருவாக்கக்கூடிய, சிதைக்கக்கூடிய நுரையீரல் மாதிரியை உருவாக்கினர். ஹசெலார் மற்றும் பலர். 9 பட தர மதிப்பீடு மற்றும் கதிரியக்க சிகிச்சைக்கான நிலை சரிபார்ப்பு முறைகளுக்கு உண்மையான நோயாளிகளுக்கு மிகவும் ஒத்த ஒரு மாயத்தோற்றத்தை உருவாக்கினர். ஹாங் மற்றும் பலர்10 அளவீட்டின் துல்லியத்தை மதிப்பிடுவதற்கு பல்வேறு நுரையீரல் புண்களின் CT தீவிரத்தை மீண்டும் உருவாக்க 3D அச்சிடுதல் மற்றும் சிலிகான் வார்ப்பு தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி மார்பு CT மாதிரியை உருவாக்கினர். இருப்பினும், இந்த முன்மாதிரிகள் பெரும்பாலும் நுரையீரல் திசுக்களின் பண்புகளிலிருந்து மிகவும் வேறுபட்ட பயனுள்ள பண்புகளைக் கொண்ட பொருட்களால் ஆனவை11.
தற்போது, ​​பெரும்பாலான நுரையீரல் பேண்டம்கள் சிலிகான் அல்லது பாலியூரிதீன் நுரையால் ஆனவை, அவை உண்மையான நுரையீரல் பாரன்கிமாவின் இயந்திர மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளுடன் பொருந்தவில்லை.12,13 ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரோஜெல்கள் உயிரி இணக்கத்தன்மை கொண்டவை மற்றும் அவற்றின் சரிசெய்யக்கூடிய இயந்திர பண்புகள் காரணமாக திசு பொறியியலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.14 இருப்பினும், நுரையீரல் திசுக்களின் நெகிழ்ச்சித்தன்மை மற்றும் நிரப்புதல் அமைப்பைத் துல்லியமாகப் பிரதிபலிக்கும் நுரையீரல் பேண்டமுக்கு தேவையான மிக மென்மையான, நுரை போன்ற நிலைத்தன்மையை மீண்டும் உருவாக்குவது ஒரு சோதனை சவாலாகவே உள்ளது.
இந்த ஆய்வில், நுரையீரல் திசு ஒரு ஒரே மாதிரியான மீள் பொருள் என்று கருதப்பட்டது. மனித நுரையீரல் திசுக்களின் அடர்த்தி (\(\:\rho\:\)) 1.06 g/cm3 என்றும், வீங்கிய நுரையீரலின் அடர்த்தி 0.26 g/cm315 என்றும் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது. நுரையீரல் திசுக்களின் பரந்த அளவிலான யங்கின் மாடுலஸ் (MY) மதிப்புகள் வெவ்வேறு சோதனை முறைகளைப் பயன்படுத்தி பெறப்பட்டுள்ளன. லாய்-ஃபூக் மற்றும் பலர். 16 மனித நுரையீரலின் YM ஐ சீரான பணவீக்கத்துடன் 0.42–6.72 kPa ஆக அளந்தனர். கோஸ் மற்றும் பலர். 17 காந்த அதிர்வு எலாஸ்டோகிராஃபியைப் பயன்படுத்தி 2.17 kPa இன் YM ஐப் புகாரளித்தனர். லியு மற்றும் பலர். 18 0.03–57.2 kPa இன் நேரடியாக அளவிடப்பட்ட YM ஐப் புகாரளித்தனர். இலெக்புசி மற்றும் பலர். 19 தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நோயாளிகளிடமிருந்து பெறப்பட்ட 4D CT தரவுகளின் அடிப்படையில் YM 0.1–2.7 kPa என மதிப்பிட்டனர்.
நுரையீரலின் கதிரியக்க பண்புகளுக்கு, எக்ஸ்-கதிர்களுடன் நுரையீரல் திசுக்களின் தொடர்பு நடத்தையை விவரிக்க பல அளவுருக்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதில் தனிம கலவை, எலக்ட்ரான் அடர்த்தி (\(\:{\rho\:}_{e}\)), பயனுள்ள அணு எண் (\(\:{Z}_{eff}\)), சராசரி தூண்டுதல் ஆற்றல் (\(\:I\)), நிறை தணிவு குணகம் (\(\:\mu\:/\rho\:\)) மற்றும் ஹவுன்ஸ்ஃபீல்ட் அலகு (HU), இது \(\:\mu\:/\rho\:\) உடன் நேரடியாக தொடர்புடையது.
எலக்ட்ரான் அடர்த்தி \(\:{\rho\:}_{e}\) என்பது ஒரு யூனிட் கன அளவிற்கு எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையாக வரையறுக்கப்படுகிறது மற்றும் பின்வருமாறு கணக்கிடப்படுகிறது:
இங்கு \(\:\rho\:\) என்பது g/cm3 இல் உள்ள பொருளின் அடர்த்தி, \(\:{N}_{A}\) என்பது அவகாட்ரோ மாறிலி, \(\:{w}_{i}\) என்பது நிறை பின்னம், \(\:{Z}_{i}\) என்பது அணு எண், மற்றும் \(\:{A}_{i}\) என்பது i-வது தனிமத்தின் அணு எடை.
அணு எண், பொருளுக்குள் ஏற்படும் கதிர்வீச்சு தொடர்புகளின் தன்மையுடன் நேரடியாக தொடர்புடையது. பல தனிமங்களைக் கொண்ட சேர்மங்கள் மற்றும் கலவைகளுக்கு (எ.கா. துணிகள்), பயனுள்ள அணு எண் \(\:{Z}_{eff}\) கணக்கிடப்பட வேண்டும். இந்த சூத்திரம் மூர்த்தி மற்றும் பலரால் முன்மொழியப்பட்டது. 20:
சராசரி தூண்டுதல் ஆற்றல் \(\:I\) என்பது இலக்குப் பொருள் ஊடுருவும் துகள்களின் இயக்க ஆற்றலை எவ்வளவு எளிதாக உறிஞ்சுகிறது என்பதை விவரிக்கிறது. இது இலக்குப் பொருளின் பண்புகளை மட்டுமே விவரிக்கிறது மற்றும் துகள்களின் பண்புகளுடன் எந்த தொடர்பும் இல்லை. \(\:I\) பிராக்கின் சேர்க்கை விதியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் கணக்கிடலாம்:
நிறை தணிவு குணகம் \(\:\mu\:/\rho\:\) இலக்குப் பொருளில் ஃபோட்டான்களின் ஊடுருவல் மற்றும் ஆற்றல் வெளியீட்டை விவரிக்கிறது. பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி இதைக் கணக்கிடலாம்:
இங்கு \(\:x\) என்பது பொருளின் தடிமன், \(\:{I}_{0}\) என்பது விழும் ஒளியின் தீவிரம், மற்றும் \(\:I\) என்பது பொருளுக்குள் ஊடுருவிய பின் ஏற்படும் ஃபோட்டான் தீவிரம். \(\:\mu\:/\rho\:\) தரவை NIST 12621 தரநிலைகள் குறிப்பு தரவுத்தளத்திலிருந்து நேரடியாகப் பெறலாம். கலவைகள் மற்றும் சேர்மங்களுக்கான \(\:\mu\:/\rho\:\) மதிப்புகளை பின்வருமாறு சேர்க்கை விதியைப் பயன்படுத்தி பெறலாம்:
HU என்பது கணக்கிடப்பட்ட டோமோகிராஃபி (CT) தரவின் விளக்கத்தில் கதிரியக்க அடர்த்தியை அளவிடுவதற்கான ஒரு தரப்படுத்தப்பட்ட பரிமாணமற்ற அலகு ஆகும், இது அளவிடப்பட்ட தணிப்பு குணகத்திலிருந்து நேரியல் முறையில் மாற்றப்படுகிறது \(\:\mu\:\). இது இவ்வாறு வரையறுக்கப்படுகிறது:
இங்கு \(\:{\mu\:}_{water}\) என்பது நீரின் தணிவு குணகம், மற்றும் \(\:{\mu\:}_{air}\) என்பது காற்றின் தணிவு குணகம். எனவே, சூத்திரம் (6) இலிருந்து நீரின் HU மதிப்பு 0 என்றும், காற்றின் HU மதிப்பு -1000 என்றும் காண்கிறோம். மனித நுரையீரலுக்கான HU மதிப்பு -600 முதல் -70022 வரை இருக்கும்.
பல திசு சமமான பொருட்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. பாலியூரிதீன் (PU) ஆல் ஆன மனித உடற்பகுதியின் திசு சமமான மாதிரியை கிரிஃபித் மற்றும் பலர் உருவாக்கினர், இதில் மனித நுரையீரல் உட்பட பல்வேறு மனித உறுப்புகளின் நேரியல் தணிப்பு குணகங்களை உருவகப்படுத்த கால்சியம் கார்பனேட்டின் (CaCO3) பல்வேறு செறிவுகள் சேர்க்கப்பட்டன, மேலும் அந்த மாதிரிக்கு கிரிஃபித் என்று பெயரிடப்பட்டது. லாரன்ஸ் லிவர்மோர் தேசிய ஆய்வகம் (LLNL) உருவாக்கிய இரண்டாவது நுரையீரல் திசு சமமான மாதிரியை டெய்லர்24 வழங்கினார், இது LLLL1 என பெயரிடப்பட்டது. ட்ராப் மற்றும் பலர்.25 செயல்திறன் மேம்பாட்டாளராக 5.25% CaCO3 கொண்ட ஃபோமெக்ஸ் XRS-272 ஐப் பயன்படுத்தி ஒரு புதிய நுரையீரல் திசு மாற்றீட்டை உருவாக்கினர், இது ALT2 என பெயரிடப்பட்டது. அட்டவணைகள் 1 மற்றும் 2 \(\:\rho\:\), \(\:{\rho\:}_{e}\), \(\:{Z}_{eff}\), \(\:I\) மற்றும் மனித நுரையீரலுக்கான நிறை தணிப்பு குணகங்கள் (ICRU-44) மற்றும் மேலே உள்ள திசு சமமான மாதிரிகள் ஆகியவற்றின் ஒப்பீட்டைக் காட்டுகின்றன.
சிறந்த கதிரியக்க பண்புகள் அடையப்பட்ட போதிலும், கிட்டத்தட்ட அனைத்து மாயப் பொருட்களும் பாலிஸ்டிரீன் நுரையால் ஆனவை, அதாவது இந்த பொருட்களின் இயந்திர பண்புகள் மனித நுரையீரலை நெருங்க முடியாது. பாலியூரிதீன் நுரையின் யங்ஸ் மாடுலஸ் (YM) சுமார் 500 kPa ஆகும், இது சாதாரண மனித நுரையீரலுடன் (சுமார் 5-10 kPa) ஒப்பிடும்போது சிறந்ததல்ல. எனவே, உண்மையான மனித நுரையீரலின் இயந்திர மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளை பூர்த்தி செய்யக்கூடிய ஒரு புதிய பொருளை உருவாக்குவது அவசியம்.
ஹைட்ரோஜெல்கள் திசு பொறியியலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அதன் அமைப்பு மற்றும் பண்புகள் புற-செல்லுலார் மேட்ரிக்ஸை (ECM) ஒத்தவை மற்றும் எளிதில் சரிசெய்யக்கூடியவை. இந்த ஆய்வில், நுரைகளைத் தயாரிப்பதற்கான உயிரிப் பொருளாக தூய சோடியம் ஆல்ஜினேட் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது. ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரோஜெல்கள் உயிரி இணக்கத்தன்மை கொண்டவை மற்றும் அவற்றின் சரிசெய்யக்கூடிய இயந்திர பண்புகள் காரணமாக திசு பொறியியலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சோடியம் ஆல்ஜினேட்டின் (C6H7NaO6)n தனிம கலவை மற்றும் Ca2+ இன் இருப்பு அதன் கதிரியக்க பண்புகளை தேவைக்கேற்ப சரிசெய்ய அனுமதிக்கிறது. சரிசெய்யக்கூடிய இயந்திர மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளின் இந்த கலவையானது ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரோஜெல்களை எங்கள் ஆய்வுக்கு ஏற்றதாக ஆக்குகிறது. நிச்சயமாக, ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரோஜெல்களுக்கும் வரம்புகள் உள்ளன, குறிப்பாக உருவகப்படுத்தப்பட்ட சுவாச சுழற்சிகளின் போது நீண்டகால நிலைத்தன்மையின் அடிப்படையில். எனவே, இந்த வரம்புகளை நிவர்த்தி செய்ய எதிர்கால ஆய்வுகளில் மேலும் மேம்பாடுகள் தேவைப்படுகின்றன மற்றும் எதிர்பார்க்கப்படுகின்றன.
இந்த வேலையில், மனித நுரையீரல் திசுக்களைப் போன்ற கட்டுப்படுத்தக்கூடிய rho மதிப்புகள், நெகிழ்ச்சித்தன்மை மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளைக் கொண்ட ஒரு ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரஜல் நுரைப் பொருளை நாங்கள் உருவாக்கினோம். இந்த ஆய்வு, சரிசெய்யக்கூடிய மீள் மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளைக் கொண்ட திசு போன்ற பேய்களை உருவாக்குவதற்கான பொதுவான தீர்வை வழங்கும். பொருள் பண்புகளை எந்த மனித திசு மற்றும் உறுப்புக்கும் எளிதாக வடிவமைக்க முடியும்.
மனித நுரையீரலின் HU வரம்பை (-600 முதல் -700 வரை) அடிப்படையாகக் கொண்டு ஹைட்ரோஜெல் நுரையின் இலக்கு காற்று-கன அளவு விகிதம் கணக்கிடப்பட்டது. நுரை காற்று மற்றும் செயற்கை ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரோஜெல்லின் எளிய கலவை என்று கருதப்பட்டது. தனிப்பட்ட கூறுகளின் எளிய கூட்டல் விதியைப் பயன்படுத்தி \(\:\mu\:/\rho\:\), காற்றின் கன அளவு பின்னத்தையும் தொகுக்கப்பட்ட ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரோஜெலின் கன அளவு விகிதத்தையும் கணக்கிட முடியும்.
ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரஜல் நுரைகள் சோடியம் ஆல்ஜினேட் (பகுதி எண். W201502), CaCO3 (பகுதி எண். 795445, MW: 100.09), மற்றும் GDL (பகுதி எண். G4750, MW: 178.14) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்டன. சிக்மா-ஆல்ட்ரிச் நிறுவனமான செயிண்ட் லூயிஸ், MO இலிருந்து வாங்கப்பட்டது. 70% சோடியம் லாரில் ஈதர் சல்பேட் (SLES 70) Renowned Trading LLC இலிருந்து வாங்கப்பட்டது. நுரை தயாரிப்பு செயல்பாட்டில் டீயோனைஸ் செய்யப்பட்ட நீர் பயன்படுத்தப்பட்டது. சோடியம் ஆல்ஜினேட் அறை வெப்பநிலையில் டீயோனைஸ் செய்யப்பட்ட நீரில் கரைக்கப்பட்டு, ஒரே மாதிரியான மஞ்சள் ஒளிஊடுருவக்கூடிய கரைசல் கிடைக்கும் வரை தொடர்ந்து கிளறி (600 rpm) பயன்படுத்தப்பட்டது. GDL உடன் இணைந்து CaCO3 ஜெலேஷனைத் தொடங்க Ca2+ மூலமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. ஹைட்ரஜலுக்குள் ஒரு நுண்துளை அமைப்பை உருவாக்க SLES 70 ஒரு சர்பாக்டான்டாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. ஆல்ஜினேட் செறிவு 5% இல் பராமரிக்கப்பட்டது மற்றும் Ca2+:-COOH மோலார் விகிதம் 0.18 இல் பராமரிக்கப்பட்டது. நுரை தயாரிப்பின் போது நடுநிலை pH ஐ பராமரிக்க CaCO3:GDL மோலார் விகிதமும் 0.5 இல் பராமரிக்கப்பட்டது. மதிப்பு 26. அனைத்து மாதிரிகளிலும் SLES 70 இன் அளவின் 2% சேர்க்கப்பட்டது. கரைசல் மற்றும் காற்றின் கலவை விகிதத்தைக் கட்டுப்படுத்த ஒரு மூடியுடன் கூடிய ஒரு பீக்கர் பயன்படுத்தப்பட்டது. பீக்கரின் மொத்த அளவு 140 மில்லி. கோட்பாட்டு கணக்கீட்டு முடிவுகளின் அடிப்படையில், கலவையின் வெவ்வேறு அளவுகள் (50 மில்லி, 100 மில்லி, 110 மில்லி) காற்றில் கலக்க பீக்கரில் சேர்க்கப்பட்டன. 50 மில்லி கலவையைக் கொண்ட மாதிரி போதுமான காற்றில் கலக்க வடிவமைக்கப்பட்டது, அதே நேரத்தில் மற்ற இரண்டு மாதிரிகளில் காற்றின் அளவு விகிதம் கட்டுப்படுத்தப்பட்டது. முதலில், SLES 70 ஆல்ஜினேட் கரைசலில் சேர்க்கப்பட்டு, முழுமையாக கலக்கும் வரை மின்சார கிளறல் மூலம் கிளறப்பட்டது. பின்னர், CaCO3 சஸ்பென்ஷன் கலவையில் சேர்க்கப்பட்டு, கலவை முழுமையாக கலக்கும் வரை தொடர்ந்து கிளறப்பட்டது, அதன் நிறம் வெள்ளையாக மாறியது. இறுதியாக, ஜெலேஷனைத் தொடங்க GDL கரைசல் கலவையில் சேர்க்கப்பட்டது, மேலும் செயல்முறை முழுவதும் இயந்திரக் கிளறல் பராமரிக்கப்பட்டது. 50 மில்லி கலவையைக் கொண்ட மாதிரியில், கலவையின் அளவு மாறுவதை நிறுத்தும்போது இயந்திரக் கிளறல் நிறுத்தப்பட்டது. 100 மில்லி மற்றும் 110 மில்லி கலவையைக் கொண்ட மாதிரிகளில், கலவை பீக்கரை நிரப்பும்போது இயந்திரக் கிளறல் நிறுத்தப்பட்டது. 50 மில்லி முதல் 100 மில்லி வரையிலான அளவு கொண்ட ஹைட்ரஜல் நுரைகளைத் தயாரிக்கவும் நாங்கள் முயற்சித்தோம். இருப்பினும், நுரையின் கட்டமைப்பு உறுதியற்ற தன்மை காணப்பட்டது, ஏனெனில் அது முழுமையான காற்று கலக்கும் நிலைக்கும் காற்றின் அளவு கட்டுப்பாட்டின் நிலைக்கும் இடையில் ஏற்ற இறக்கமாக இருந்தது, இதன் விளைவாக சீரற்ற அளவு கட்டுப்பாடு ஏற்பட்டது. இந்த உறுதியற்ற தன்மை கணக்கீடுகளில் நிச்சயமற்ற தன்மையை அறிமுகப்படுத்தியது, எனவே இந்த அளவு வரம்பு இந்த ஆய்வில் சேர்க்கப்படவில்லை.
ஒரு ஹைட்ரோஜெல் நுரையின் அடர்த்தி \(\:\rho\:\) என்பது ஒரு ஹைட்ரோஜெல் நுரை மாதிரியின் நிறை \(\:m\) மற்றும் கன அளவு \(\:V\) ஆகியவற்றை அளவிடுவதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது.
Zeiss Axio Observer A1 கேமராவைப் பயன்படுத்தி ஹைட்ரோஜெல் நுரைகளின் ஒளியியல் நுண்ணிய படங்கள் பெறப்பட்டன. பெறப்பட்ட படங்களின் அடிப்படையில் ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதியில் உள்ள மாதிரியில் உள்ள துளைகளின் எண்ணிக்கை மற்றும் அளவு பரவலைக் கணக்கிட ImageJ மென்பொருள் பயன்படுத்தப்பட்டது. துளை வடிவம் வட்டமாக இருப்பதாகக் கருதப்படுகிறது.
ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரஜல் நுரைகளின் இயந்திர பண்புகளை ஆய்வு செய்ய, TESTRESOURCES 100 தொடர் இயந்திரத்தைப் பயன்படுத்தி ஒற்றை அச்சு சுருக்க சோதனைகள் செய்யப்பட்டன. மாதிரிகள் செவ்வகத் தொகுதிகளாக வெட்டப்பட்டு, அழுத்தங்கள் மற்றும் திரிபுகளைக் கணக்கிட தொகுதி பரிமாணங்கள் அளவிடப்பட்டன. குறுக்குவெட்டு வேகம் 10 மிமீ/நிமிடமாக அமைக்கப்பட்டது. ஒவ்வொரு மாதிரிக்கும் மூன்று மாதிரிகள் சோதிக்கப்பட்டன மற்றும் சராசரி மற்றும் நிலையான விலகல் முடிவுகளிலிருந்து கணக்கிடப்பட்டன. சுவாச சுழற்சியின் ஒரு குறிப்பிட்ட கட்டத்தில் நுரையீரல் திசு அமுக்க சக்திகளுக்கு உட்படுத்தப்படுவதால், இந்த ஆய்வு ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரஜல் நுரைகளின் அமுக்க இயந்திர பண்புகளில் கவனம் செலுத்தியது. நீட்டிப்பு நிச்சயமாக முக்கியமானது, குறிப்பாக நுரையீரல் திசுக்களின் முழு மாறும் நடத்தையையும் பிரதிபலிக்க, இது எதிர்கால ஆய்வுகளில் ஆராயப்படும்.
தயாரிக்கப்பட்ட ஹைட்ரஜல் நுரை மாதிரிகள் சீமென்ஸ் SOMATOM டிரைவ் இரட்டை-சேனல் CT ஸ்கேனரில் ஸ்கேன் செய்யப்பட்டன. ஸ்கேனிங் அளவுருக்கள் பின்வருமாறு அமைக்கப்பட்டன: 40 mAs, 120 kVp மற்றும் 1 மிமீ துண்டு தடிமன். இதன் விளைவாக வரும் DICOM கோப்புகள் ஒவ்வொரு மாதிரியின் 5 குறுக்குவெட்டுகளின் HU மதிப்புகளை பகுப்பாய்வு செய்ய MicroDicom DICOM Viewer மென்பொருளைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. CT ஆல் பெறப்பட்ட HU மதிப்புகள் மாதிரிகளின் அடர்த்தி தரவுகளின் அடிப்படையில் தத்துவார்த்த கணக்கீடுகளுடன் ஒப்பிடப்பட்டன.
இந்த ஆய்வின் நோக்கம், மென்மையான பொருட்களை பொறியியல் மூலம் தனிப்பட்ட உறுப்பு மாதிரிகள் மற்றும் செயற்கை உயிரியல் திசுக்களின் உருவாக்கத்தில் புரட்சியை ஏற்படுத்துவதாகும். மனித நுரையீரலின் செயல்பாட்டு இயக்கவியலுடன் பொருந்தக்கூடிய இயந்திர மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளைக் கொண்ட பொருட்களை உருவாக்குவது, மருத்துவப் பயிற்சியை மேம்படுத்துதல், அறுவை சிகிச்சை திட்டமிடல் மற்றும் கதிர்வீச்சு சிகிச்சை திட்டமிடல் போன்ற இலக்கு பயன்பாடுகளுக்கு முக்கியமானது. படம் 1A இல், மனித நுரையீரல் மாதிரிகளை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் மென்மையான பொருட்களின் இயந்திர மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டை நாங்கள் வரைந்தோம். இன்றுவரை, விரும்பிய கதிரியக்க பண்புகளை வெளிப்படுத்தும் பொருட்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன, ஆனால் அவற்றின் இயந்திர பண்புகள் விரும்பிய தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யவில்லை. பாலியூரிதீன் நுரை மற்றும் ரப்பர் ஆகியவை சிதைக்கக்கூடிய மனித நுரையீரல் மாதிரிகளை உருவாக்குவதற்கு மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்கள். பாலியூரிதீன் நுரையின் (யங்ஸ் மாடுலஸ், YM) இயந்திர பண்புகள் பொதுவாக சாதாரண மனித நுரையீரல் திசுக்களை விட 10 முதல் 100 மடங்கு அதிகம். விரும்பிய இயந்திர மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளை வெளிப்படுத்தும் பொருட்கள் இன்னும் அறியப்படவில்லை.
(A) பல்வேறு மென்மையான பொருட்களின் பண்புகளின் திட்டவட்டமான பிரதிநிதித்துவம் மற்றும் அடர்த்தி, யங்கின் மாடுலஸ் மற்றும் கதிரியக்க பண்புகள் (HU இல்) அடிப்படையில் மனித நுரையீரலுடன் ஒப்பிடுதல். (B) 5% செறிவு மற்றும் 0.18 Ca2+:-COOH மோலார் விகிதம் கொண்ட \(\:\mu\:/\rho\:\) ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரஜலின் எக்ஸ்-கதிர் மாறுபாடு முறை. (C) ஹைட்ரஜல் நுரைகளில் காற்றின் அளவு விகிதங்களின் வரம்பு. (D) வெவ்வேறு காற்றின் அளவு விகிதங்களைக் கொண்ட ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரஜல் நுரைகளின் திட்டவட்டமான பிரதிநிதித்துவம்.
5% செறிவு மற்றும் 0.18 Ca2+:-COOH மோலார் விகிதம் கொண்ட ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரோஜெல்களின் தனிம கலவை கணக்கிடப்பட்டது, அதன் முடிவுகள் அட்டவணை 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. முந்தைய சூத்திரம் (5) இல் உள்ள கூட்டல் விதியின்படி, ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரோஜெல் \(\:\:\mu\:/\rho\:\) இன் நிறை தணிவு குணகம் படம் 1B இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி பெறப்படுகிறது.
காற்று மற்றும் தண்ணீருக்கான \(\:\mu\:/\rho\:\) மதிப்புகள் NIST 12612 தரநிலை குறிப்பு தரவுத்தளத்திலிருந்து நேரடியாகப் பெறப்பட்டன. இவ்வாறு, படம் 1C, மனித நுரையீரலுக்கு -600 மற்றும் -700 க்கு இடையில் HU சமமான மதிப்புகளைக் கொண்ட ஹைட்ரஜல் நுரைகளில் கணக்கிடப்பட்ட காற்றின் அளவு விகிதங்களைக் காட்டுகிறது. கோட்பாட்டளவில் கணக்கிடப்பட்ட காற்றின் அளவு விகிதம் 1 × 10−3 முதல் 2 × 101 MeV வரையிலான ஆற்றல் வரம்பில் 60-70% க்குள் நிலையானது, இது கீழ்நிலை உற்பத்தி செயல்முறைகளில் ஹைட்ரஜல் நுரையைப் பயன்படுத்துவதற்கான நல்ல திறனைக் குறிக்கிறது.
படம் 1D தயாரிக்கப்பட்ட ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரஜல் நுரை மாதிரியைக் காட்டுகிறது. அனைத்து மாதிரிகளும் 12.7 மிமீ விளிம்பு நீளம் கொண்ட கனசதுரங்களாக வெட்டப்பட்டன. முடிவுகள் ஒரே மாதிரியான, முப்பரிமாண ரீதியாக நிலையான ஹைட்ரஜல் நுரை உருவானதைக் காட்டியது. காற்றின் அளவு விகிதத்தைப் பொருட்படுத்தாமல், ஹைட்ரஜல் நுரைகளின் தோற்றத்தில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகள் எதுவும் காணப்படவில்லை. ஹைட்ரஜல் நுரையின் தன்னிறைவு தன்மை, ஹைட்ரஜலுக்குள் உருவாகும் வலையமைப்பு நுரையின் எடையைத் தாங்கும் அளவுக்கு வலிமையானது என்பதைக் குறிக்கிறது. நுரையிலிருந்து ஒரு சிறிய அளவு நீர் கசிவைத் தவிர, நுரை பல வாரங்களுக்கு நிலையற்ற நிலைத்தன்மையையும் வெளிப்படுத்தியது.
நுரை மாதிரியின் நிறை மற்றும் அளவை அளவிடுவதன் மூலம், தயாரிக்கப்பட்ட ஹைட்ரஜல் நுரையின் அடர்த்தி \(\:\rho\:\) கணக்கிடப்பட்டது, மேலும் முடிவுகள் அட்டவணை 4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. முடிவுகள் \(\:\rho\:\) காற்றின் அளவு விகிதத்தைச் சார்ந்திருப்பதைக் காட்டுகின்றன. போதுமான காற்று மாதிரியின் 50 மில்லியுடன் கலக்கப்படும்போது, ​​அடர்த்தி மிகக் குறைவாகி 0.482 கிராம்/செ.மீ3 ஆகும். கலப்பு காற்றின் அளவு குறையும் போது, ​​அடர்த்தி 0.685 கிராம்/செ.மீ3 ஆக அதிகரிக்கிறது. 50 மில்லி, 100 மில்லி மற்றும் 110 மில்லி குழுக்களுக்கு இடையேயான அதிகபட்ச p மதிப்பு 0.004 < 0.05 ஆகும், இது முடிவுகளின் புள்ளிவிவர முக்கியத்துவத்தைக் குறிக்கிறது.
கோட்பாட்டு \(\:\rho\:\) மதிப்பும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட காற்றின் அளவு விகிதத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது. அளவிடப்பட்ட முடிவுகள் \(\:\rho\:\) கோட்பாட்டு மதிப்பை விட 0.1 g/cm³ சிறியது என்பதைக் காட்டுகிறது. இந்த வேறுபாட்டை ஜெலேஷன் செயல்பாட்டின் போது ஹைட்ரஜலில் உருவாகும் உள் அழுத்தத்தால் விளக்க முடியும், இது வீக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது, இதனால் \(\:\rho\:\) குறைகிறது. படம் 2 (A, B மற்றும் C) இல் காட்டப்பட்டுள்ள CT படங்களில் ஹைட்ரஜல் நுரைக்குள் சில இடைவெளிகளைக் கவனிப்பதன் மூலம் இது மேலும் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது.
வெவ்வேறு காற்றளவு உள்ளடக்கங்களைக் கொண்ட ஹைட்ரஜல் நுரைகளின் ஒளியியல் நுரை படங்கள் (A) 50, (B) 100, மற்றும் (C) 110. ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரஜல் நுரை மாதிரிகளில் செல் எண்கள் மற்றும் துளை அளவு பரவல் (D) 50, (E) 100, (F) 110.
படம் 3 (A, B, C) வெவ்வேறு காற்று அளவு விகிதங்களைக் கொண்ட ஹைட்ரஜல் நுரை மாதிரிகளின் ஒளியியல் நுண்ணோக்கி படங்களைக் காட்டுகிறது. முடிவுகள் ஹைட்ரஜல் நுரையின் ஒளியியல் அமைப்பை நிரூபிக்கின்றன, வெவ்வேறு விட்டம் கொண்ட துளைகளின் படங்களை தெளிவாகக் காட்டுகின்றன. துளை எண் மற்றும் விட்டத்தின் பரவல் ImageJ ஐப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்பட்டது. ஒவ்வொரு மாதிரிக்கும் ஆறு படங்கள் எடுக்கப்பட்டன, ஒவ்வொரு படமும் 1125.27 μm × 843.96 μm அளவைக் கொண்டிருந்தது, மேலும் ஒவ்வொரு மாதிரிக்கும் மொத்த பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்ட பரப்பளவு 5.7 மிமீ² ஆகும்.
(A) வெவ்வேறு காற்று அளவு விகிதங்களைக் கொண்ட ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரஜல் நுரைகளின் சுருக்க அழுத்த-திரிபு நடத்தை. (B) அதிவேக பொருத்துதல். (C) வெவ்வேறு காற்று அளவு விகிதங்களைக் கொண்ட ஹைட்ரஜல் நுரைகளின் சுருக்க E0. (D) வெவ்வேறு காற்று அளவு விகிதங்களைக் கொண்ட ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரஜல் நுரைகளின் இறுதி அமுக்க அழுத்தம் மற்றும் திரிபு.
படம் 3 (D, E, F) துளை அளவு பரவல் ஒப்பீட்டளவில் சீரானது என்பதைக் காட்டுகிறது, இது பத்து மைக்ரோமீட்டர்கள் முதல் சுமார் 500 மைக்ரோமீட்டர்கள் வரை இருக்கும். துளை அளவு அடிப்படையில் சீரானது, மேலும் காற்றின் அளவு குறையும் போது இது சற்று குறைகிறது. சோதனைத் தரவுகளின்படி, 50 மில்லி மாதிரியின் சராசரி துளை அளவு 192.16 μm, சராசரி 184.51 μm, மற்றும் ஒரு யூனிட் பகுதிக்கு துளைகளின் எண்ணிக்கை 103; 100 மில்லி மாதிரியின் சராசரி துளை அளவு 156.62 μm, சராசரி 151.07 μm, மற்றும் ஒரு யூனிட் பகுதிக்கு துளைகளின் எண்ணிக்கை 109; 110 மில்லி மாதிரியின் தொடர்புடைய மதிப்புகள் முறையே 163.07 μm, 150.29 μm மற்றும் 115 ஆகும். சராசரி துளை அளவின் புள்ளிவிவர முடிவுகளில் பெரிய துளைகள் அதிக செல்வாக்கைக் கொண்டுள்ளன என்பதை தரவு காட்டுகிறது, மேலும் சராசரி துளை அளவு துளை அளவின் மாற்றப் போக்கை சிறப்பாக பிரதிபலிக்கும். மாதிரி அளவு 50 மில்லியிலிருந்து 110 மில்லியாக அதிகரிக்கும் போது, ​​துளைகளின் எண்ணிக்கையும் அதிகரிக்கிறது. சராசரி துளை விட்டம் மற்றும் துளை எண்ணின் புள்ளிவிவர முடிவுகளை இணைத்து, அதிகரிக்கும் அளவுடன், மாதிரியின் உள்ளே சிறிய அளவிலான அதிக துளைகள் உருவாகின்றன என்று முடிவு செய்யலாம்.
இயந்திர சோதனை தரவு படங்கள் 4A மற்றும் 4D இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. வெவ்வேறு காற்று அளவு விகிதங்களுடன் தயாரிக்கப்பட்ட ஹைட்ரோஜெல் நுரைகளின் சுருக்க அழுத்த-திரிபு நடத்தையை படம் 4A காட்டுகிறது. அனைத்து மாதிரிகளும் ஒரே மாதிரியான நேரியல் அல்லாத அழுத்த-திரிபு நடத்தையைக் கொண்டுள்ளன என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. ஒவ்வொரு மாதிரிக்கும், அதிகரிக்கும் திரிபுடன் அழுத்தம் வேகமாக அதிகரிக்கிறது. ஹைட்ரோஜெல் நுரையின் சுருக்க அழுத்த-திரிபு நடத்தைக்கு ஒரு அதிவேக வளைவு பொருத்தப்பட்டது. ஹைட்ரோஜெல் நுரைக்கு ஒரு தோராயமான மாதிரியாக அதிவேக செயல்பாட்டைப் பயன்படுத்திய பிறகு படம் 4B முடிவுகளைக் காட்டுகிறது.
வெவ்வேறு காற்று அளவு விகிதங்களைக் கொண்ட ஹைட்ரோஜெல் நுரைகளுக்கு, அவற்றின் அமுக்க மாடுலஸ் (E0) ஆய்வு செய்யப்பட்டது. ஹைட்ரோஜெல்களின் பகுப்பாய்வைப் போலவே, அமுக்க யங்கின் மாடுலஸ் 20% ஆரம்ப திரிபு வரம்பில் ஆராயப்பட்டது. அமுக்க சோதனைகளின் முடிவுகள் படம் 4C இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. படம் 4C இல் உள்ள முடிவுகள், காற்றின் அளவு விகிதம் மாதிரி 50 இலிருந்து மாதிரி 110 வரை குறையும் போது, ​​ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரோஜெல் நுரையின் அமுக்க யங்கின் மாடுலஸ் E0 10.86 kPa இலிருந்து 18 kPa ஆக அதிகரிக்கிறது என்பதைக் காட்டுகிறது.
இதேபோல், ஹைட்ரோஜெல் நுரைகளின் முழுமையான அழுத்த-திரிபு வளைவுகள், அத்துடன் இறுதி அமுக்க அழுத்தம் மற்றும் திரிபு மதிப்புகள் பெறப்பட்டன. படம் 4D ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரோஜெல் நுரைகளின் இறுதி அமுக்க அழுத்தம் மற்றும் திரிபு ஆகியவற்றைக் காட்டுகிறது. ஒவ்வொரு தரவு புள்ளியும் மூன்று சோதனை முடிவுகளின் சராசரியாகும். வாயு உள்ளடக்கம் குறைவதால் இறுதி அமுக்க அழுத்தம் 9.84 kPa இலிருந்து 17.58 kPa ஆக அதிகரிக்கிறது என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. இறுதி திரிபு சுமார் 38% இல் நிலையானதாக உள்ளது.
படம் 2 (A, B, மற்றும் C) மாதிரிகள் 50, 100 மற்றும் 110 உடன் தொடர்புடைய வெவ்வேறு காற்று அளவு விகிதங்களைக் கொண்ட ஹைட்ரஜல் நுரைகளின் CT படங்களை முறையே காட்டுகிறது. உருவாக்கப்பட்ட ஹைட்ரஜல் நுரை கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியாக இருப்பதை படங்கள் காட்டுகின்றன. மாதிரிகள் 100 மற்றும் 110 இல் சிறிய எண்ணிக்கையிலான இடைவெளிகள் காணப்பட்டன. இந்த இடைவெளிகளின் உருவாக்கம் ஜெலேஷன் செயல்பாட்டின் போது ஹைட்ரஜலில் உருவாகும் உள் அழுத்தத்தின் காரணமாக இருக்கலாம். ஒவ்வொரு மாதிரியின் 5 குறுக்குவெட்டுகளுக்கான HU மதிப்புகளைக் கணக்கிட்டு, தொடர்புடைய தத்துவார்த்த கணக்கீட்டு முடிவுகளுடன் அட்டவணை 5 இல் பட்டியலிட்டுள்ளோம்.
வெவ்வேறு காற்றின் அளவு விகிதங்களைக் கொண்ட மாதிரிகள் வெவ்வேறு HU மதிப்புகளைப் பெற்றதாக அட்டவணை 5 காட்டுகிறது. 50 மிலி, 100 மிலி மற்றும் 110 மிலி குழுக்களுக்கு இடையேயான அதிகபட்ச p மதிப்பு 0.004 < 0.05 ஆகும், இது முடிவுகளின் புள்ளிவிவர முக்கியத்துவத்தைக் குறிக்கிறது. சோதிக்கப்பட்ட மூன்று மாதிரிகளில், 50 மிலி கலவையுடன் கூடிய மாதிரி மனித நுரையீரலின் கதிரியக்க பண்புகளுக்கு மிக நெருக்கமான பண்புகளைக் கொண்டிருந்தது. அட்டவணை 5 இன் கடைசி நெடுவரிசை அளவிடப்பட்ட நுரை மதிப்பை அடிப்படையாகக் கொண்ட கோட்பாட்டு கணக்கீடு மூலம் பெறப்பட்ட விளைவாகும் \(\:\rho\:\). அளவிடப்பட்ட தரவை கோட்பாட்டு முடிவுகளுடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம், CT ஸ்கேனிங் மூலம் பெறப்பட்ட HU மதிப்புகள் பொதுவாக கோட்பாட்டு முடிவுகளுக்கு நெருக்கமாக இருப்பதைக் கண்டறியலாம், இது படம் 1C இல் உள்ள காற்றின் அளவு விகித கணக்கீட்டு முடிவுகளை உறுதிப்படுத்துகிறது.
மனித நுரையீரலுடன் ஒப்பிடக்கூடிய இயந்திர மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளைக் கொண்ட ஒரு பொருளை உருவாக்குவதே இந்த ஆய்வின் முக்கிய நோக்கமாகும். மனித நுரையீரலுடன் முடிந்தவரை நெருக்கமாக வடிவமைக்கப்பட்ட திசு-சமமான இயந்திர மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளைக் கொண்ட ஹைட்ரோஜெல் அடிப்படையிலான பொருளை உருவாக்குவதன் மூலம் இந்த நோக்கம் அடையப்பட்டது. கோட்பாட்டு கணக்கீடுகளால் வழிநடத்தப்பட்டு, சோடியம் ஆல்ஜினேட் கரைசல், CaCO3, GDL மற்றும் SLES 70 ஆகியவற்றை இயந்திரத்தனமாக கலப்பதன் மூலம் வெவ்வேறு காற்றின் அளவு விகிதங்களைக் கொண்ட ஹைட்ரோஜெல் நுரைகள் தயாரிக்கப்பட்டன. உருவவியல் பகுப்பாய்வு ஒரு ஒரே மாதிரியான முப்பரிமாண நிலையான ஹைட்ரோஜெல் நுரை உருவாக்கப்பட்டது என்பதைக் காட்டுகிறது. காற்றின் அளவு விகிதத்தை மாற்றுவதன் மூலம், நுரையின் அடர்த்தி மற்றும் போரோசிட்டியை விருப்பப்படி மாற்றலாம். காற்றின் அளவு உள்ளடக்கத்தின் அதிகரிப்புடன், துளை அளவு சிறிது குறைகிறது மற்றும் துளைகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கிறது. ஆல்ஜினேட் ஹைட்ரோஜெல் நுரைகளின் இயந்திர பண்புகளை பகுப்பாய்வு செய்ய சுருக்க சோதனைகள் நடத்தப்பட்டன. சுருக்க சோதனைகளிலிருந்து பெறப்பட்ட அமுக்க மாடுலஸ் (E0) மனித நுரையீரலுக்கு ஏற்ற வரம்பில் இருப்பதாக முடிவுகள் காட்டுகின்றன. காற்றின் அளவு விகிதம் குறையும் போது E0 அதிகரிக்கிறது. தயாரிக்கப்பட்ட மாதிரிகளின் கதிரியக்க பண்புகளின் (HU) மதிப்புகள் மாதிரிகளின் CT தரவுகளின் அடிப்படையில் பெறப்பட்டு, கோட்பாட்டு கணக்கீடுகளின் முடிவுகளுடன் ஒப்பிடப்பட்டன. முடிவுகள் சாதகமாக இருந்தன. அளவிடப்பட்ட மதிப்பு மனித நுரையீரலின் HU மதிப்புக்கு அருகில் உள்ளது. மனித நுரையீரலின் பண்புகளைப் பிரதிபலிக்கும் இயந்திர மற்றும் கதிரியக்க பண்புகளின் சிறந்த கலவையுடன் திசு-பின்பற்றும் ஹைட்ரஜல் நுரைகளை உருவாக்க முடியும் என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன.
நம்பிக்கைக்குரிய முடிவுகள் இருந்தபோதிலும், உலகளாவிய மற்றும் உள்ளூர் அளவீடுகளில் கோட்பாட்டு கணக்கீடுகள் மற்றும் உண்மையான மனித நுரையீரல்களிலிருந்து வரும் கணிப்புகளுடன் பொருந்த, காற்றின் அளவு விகிதம் மற்றும் போரோசிட்டியை சிறப்பாகக் கட்டுப்படுத்த தற்போதைய புனையமைப்பு முறைகள் மேம்படுத்தப்பட வேண்டும். தற்போதைய ஆய்வு சுருக்க இயக்கவியலை சோதிப்பதற்கும் மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, இது சுவாச சுழற்சியின் சுருக்க கட்டத்திற்கு பேய்களின் சாத்தியமான பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. எதிர்கால ஆராய்ச்சி, இழுவிசை சோதனையை ஆராய்வதன் மூலமும், டைனமிக் லோடிங் நிலைமைகளின் கீழ் சாத்தியமான பயன்பாடுகளை மதிப்பிடுவதற்கு பொருளின் ஒட்டுமொத்த இயந்திர நிலைத்தன்மையையும் ஆராய்வதன் மூலமும் பயனடையும். இந்த வரம்புகள் இருந்தபோதிலும், மனித நுரையீரலைப் பிரதிபலிக்கும் ஒரு பொருளில் கதிரியக்க மற்றும் இயந்திர பண்புகளை இணைப்பதற்கான முதல் வெற்றிகரமான முயற்சியை இந்த ஆய்வு குறிக்கிறது.
தற்போதைய ஆய்வின் போது உருவாக்கப்பட்ட மற்றும்/அல்லது பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்ட தரவுத்தொகுப்புகள், நியாயமான கோரிக்கையின் பேரில் தொடர்புடைய ஆசிரியரிடமிருந்து கிடைக்கின்றன. சோதனைகள் மற்றும் தரவுத்தொகுப்புகள் இரண்டும் மீண்டும் உருவாக்கக்கூடியவை.
சாங், ஜி., மற்றும் பலர். புற்றுநோய் கதிர்வீச்சு சிகிச்சைக்கான புதிய நானோ தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் மேம்பட்ட பொருட்கள். அட். மேட்டர். 29, 1700996. https://doi.org/10.1002/adma.201700996 (2017).
கில், பி.ஜே. மற்றும் பலர். கதிர்வீச்சு புற்றுநோயியல் துறையில் சுவாச இயக்க மேலாண்மை குறித்த AAPM 76a பணிக்குழுவின் அறிக்கை. மருத்துவம். இயற்பியல். 33, 3874–3900. https://doi.org/10.1118/1.2349696 (2006).
அல்-மாயா, ஏ., மோஸ்லி, ஜே., மற்றும் ப்ரோக், கே.கே. மனித நுரையீரலில் இடைமுகம் மற்றும் பொருள் நேரியல் அல்லாதவற்றை மாதிரியாக்குதல். இயற்பியல் மற்றும் மருத்துவம் மற்றும் உயிரியல் 53, 305–317. https://doi.org/10.1088/0031-9155/53/1/022 (2008).
வாங், எக்ஸ்., மற்றும் பலர். 3D பயோபிரிண்டிங் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட கட்டி போன்ற நுரையீரல் புற்றுநோய் மாதிரி. 3. பயோடெக்னாலஜி. 8 https://doi.org/10.1007/s13205-018-1519-1 (2018).
லீ, எம்., மற்றும் பலர். நுரையீரல் சிதைவை மாதிரியாக்குதல்: சிதைக்கக்கூடிய படப் பதிவு நுட்பங்களையும் இடஞ்சார்ந்த மாறுபடும் யங்கின் மாடுலஸ் மதிப்பீட்டையும் இணைக்கும் ஒரு முறை. மருத்துவ இயற்பியல் 40, 081902. https://doi.org/10.1118/1.4812419 (2013).
குய்மாரேஸ், சிஎஃப் மற்றும் பலர். உயிருள்ள திசுக்களின் விறைப்பு மற்றும் திசு பொறியியலில் அதன் தாக்கங்கள். நேச்சர் ரிவியூஸ் மெட்டீரியல்ஸ் அண்ட் என்விரான்மென்ட் 5, 351–370 (2020).