नैनोफाइबर: Difference between revisions

Revision as of 09:08, 2 April 2023

कोशिका्युलोज नैनोफाइबर जालक्रम का उदाहरण।

नैनोफाइबर नैनोमीटर परास में व्यास वाले तंतु होते हैं (सामान्यतः, 1 एनएम और 1 माइक्रोन के मध्य)। नैनोफाइबर विभिन्न बहुलक से उत्पन्न हो सकते हैं और इसलिए विभिन्न भौतिक गुण और अनुप्रयोग क्षमताएं होती हैं। प्राकृतिक बहुलक के उदाहरणों में कोलेजन, कोशिका्यूलोज, रेशम फाइब्रोइन, केरातिन, जेलाटीन और पॉलिसैक्राइड जैसे काइटोसन और एल्जिनेट सम्मिलित हैं।^[1]^[2] संश्लिष्ट बहुलक के उदाहरणों में (पॉलिलेक्टिक अम्ल) (PLA), पॉलिकैप्रोलैक्टोन (PCL)^[3] पॉलीयूरेथेन (PU), पॉली (लैक्टिक-सह-ग्लाइकोलिक अम्ल) (PLGA), पॉली (3-हाइड्रॉक्सीब्यूटाइरेट-सह-3-हाइड्रॉक्सीवेलरेट) (PHBV), और पॉली (एथिलीन-सह-विनाइलसेटेट) (PEVA) सम्मिलित हैं।^[1]^[2]बहुलक श्रृंखलाएं सहसंयोजक बंधों के माध्यम से जुड़ी हुई हैं।^[4] नैनोफाइबर के व्यास उपयोग किए गए बहुलक के प्रकार और उत्पादन की विधि पर निर्भर करता हैं।^[5] सभी बहुलक नैनोफाइबर अपने माइक्रोफ़ाइबर समकक्षों की तुलना में अपने बड़े सतह क्षेत्र-से-आयतन अनुपात, उच्च सरंध्रता, प्रशंसनीय यांत्रिक ऊर्जा और कार्यात्मकता में सुनम्यता के लिए अद्वितीय हैं।^[1]^[2]^[6]

नैनोफाइबर बनाने के लिए कई अलग-अलग विधिया उपस्थित हैं, जिनमें आरेखण, इलेक्ट्रोस्पिनिंग, स्वयंजोड़ित, रूपदा संश्लेषण और ऊष्मा-प्रेरित चरण पृथक्करण सम्मिलित हैं। नोफाइबर उत्पन्न करने के लिए इलेक्ट्रोस्पिनिंग सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि है क्योंकि सरल व्यवस्थापन, विभिन्न बहुलक से निरंतर नैनोफाइबर का बड़े पैमाने पर उत्पादन करने की क्षमता, और नियंत्रित व्यास, रचनाओं और अभिविन्यासो के साथ अतितनु तंतु उत्पन्न करने की क्षमता है। ^[6]यह सुनम्यता तंतुओं के आकार और व्यवस्था को नियंत्रित करने की अनुमति देता है ताकि विभिन्न संरचनाओं (अर्थात खोखले, सपाट और पट्टी के आकार) को इच्छित अनुप्रयोग उद्देश्यों के आधार पर निर्मित किया जा सकता है। औद्योगिक बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त एक अभिनव गलित प्रसंस्करण विधि का उपयोग करते हुए, मिनेसोटा विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक और अभियन्ता नैनोफाइबर को केवल 36 एनएम जितना पतला बनाने में सक्षम हैं।^[7]

नैनोफाइबर की कई संभावित प्रौद्योगिकी और व्यावसायिक अनुप्रयोग हैं। उनका उपयोग ऊतक अभियांत्रिकी,^[1]^[2]^[8]दवा वितरण,^[9]^[10]^[11]बीज विलेपन सामग्री,^[12]^[13]^[14] कैंसर निदान,^[15]^[16]^[17]लिथियम-वायुवाहित बैटरी,^[18]^[19]^[20]प्रकाशिक संवेदक,^[21]^[22]^[23]वायु निस्पंदन,^[24]^[25]^[26]अपचयोपचय-प्रवाह बैटरी ^[27] और समग्र सामग्री^[28] में किया जाता है।

नैनोफाइबर उत्पादन का इतिहास

नैनोफाइबर का उत्पादन प्रथम बार चार शताब्दियों से भी पूर्व इलेक्ट्रोस्पिनिंग के माध्यम से किया गया था।^[29]^[30] इलेक्ट्रोस्पिनिंग विधि के विकास के साथ प्रारम्भ करते हुए, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी विलियम गिल्बर्ट (खगोलविद) (1544-1603) ने प्रथम बार एक प्रयोग तैयार करके द्रव पदार्थों के मध्य स्थिरवैद्युत आकर्षण का दस्तावेजीकरण किया, जिसमें उन्होंने एक शुष्क सतह पर एक गोलीय जल की बूंद को एक शंकु के आकार में देखा जब यह एक विद्युत आवेशित एम्बर के नीचे आयोजित किया गया था।^[31] इस विकृति को बाद में टेलर शंकु के नाम से जाना जाने लगा।^[32] 1882 में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी लॉर्ड रेले (1842-1919) ने विद्युत रूप से आवेशित द्रव बूंदों की अस्थिर अवस्थाओं का विश्लेषण किया, और विख्यात किया कि पृष्ठीय तनाव और स्थिरवैद्युत बल के मध्य संतुलन स्थापित होने पर द्रव को छोटे जेट में बाहर निकाल दिया गया था।^[33] 1887 में, ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी चार्ल्स वर्नोन बॉयज़ (1855-1944) ने नैनोफाइबर के विकास और उत्पादन के विषय में एक पांडुलिपि प्रकाशित की।^[34] 1900 में, अमेरिकी आविष्कारक जॉन फ्रांसिस कूली (1861-1903) ने प्रथम आधुनिक इलेक्ट्रोस्पिनिंग एकस्व दर्ज किया।^[35]

एंटोन फॉर्महेल्स 1934 और 1944 के मध्य नैनोफाइबर उत्पादन का प्रयास करने वाले प्रथम व्यक्ति थे और नैनोफाइबर के प्रयोगात्मक उत्पादन का वर्णन करने वाले प्रथम एकस्व को प्रकाशित किया।^[30]1966 में, हेरोल्ड सिमंस ने एक ऐसे उपकरण के लिए एक एकस्व प्रकाशित किया, जो विविध रूपांकनों के साथ पतले और हल्के नैनोफाइबर कपड़े का उत्पादन कर सकता है।^[36]

केवल 20वीं शताब्दी के अंत में इलेक्ट्रोस्पिनिंग और नैनोफाइबर शब्द वैज्ञानिकों और शोधकर्ताओं के मध्य सामान्य भाषा बन गयी हैं।^[29]^[30]इलेक्ट्रोसपिनिंग का विकास आज भी प्रचलित है।

संश्लेषण की विधि

नैनोफाइबर तैयार करने के लिए कई रासायनिक और यांत्रिक प्रविधि उपस्थित हैं।

इलेक्ट्रोस्पिनिंग

टेलर शंकु जिसमें से बहुलक विलयन की धारा निकलती है।

नैनोफाइबर बनाने के लिए इलेक्ट्रोस्पिनिंग सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि है।^[37]^[6]^[38]^[39]^[40]इलेक्ट्रोसपिनिंग के लिए आवश्यक उपकरणों में एक उच्च वोल्टता आपूर्तिकर्ता, एक छोटे व्यास की नलिका या सूचिक के साथ एक केशिका नली, और एक धातु संग्रह जालक सम्मिलित है। एक विद्युदग्र को बहुलक विलयन में रखा जाता है और दूसरा विद्युदग्र संग्रहकर्ता से जुड़ा होता है। केशिका नली के अंत में एक विद्युत क्षेत्र लगाया जाता है जिसमें इसके पृष्ठीय तनाव द्वारा आयोजित बहुलक विलयन होता है और द्रव की सतह पर एक चार्ज बनाता है। जैसे-जैसे विद्युत क्षेत्र की तीव्रता बढ़ती है, केशिका नली के छोर पर द्रव की गोलार्द्धीय सतह एक शंक्वाकार आकार बनाने के लिए लम्बी हो जाती है जिसे टेलर शंकु कहा जाता है। विद्युत क्षेत्र में और वृद्धि होने पर एक क्रांतिक मान प्राप्त होता है जिसमें प्रतिकारक स्थिरवैद्युत बल पृष्ठीय तनाव पर प्रवीणता प्राप्त कर लेते है और द्रव पदार्थ का आवेशित जेट टेलर शंकु के छोर से बाहर निकल जाता है। मुक्त बहुलक विलयन जेट अस्थिर है और इसके परिणामस्वरूप लम्बा हो जाता है, जिससे जेट बहुत लंबा और पतला हो जाता है। चार्ज किए गए बहुलक तंतु विलायक वाष्पीकरण के साथ जम जाते हैं।^[6]^[41] संग्राहक पर यादृच्छिक रूप से उन्मुख नैनोफाइबर एकत्र किए जाते हैं। घूर्णी नली, ^[42]धातु प्रधार,^[43] या दो समानांतर पट्टिका प्रणाली जैसे विशिष्ट संग्राहकों का उपयोग करके नैनोफाइबर को अत्यधिक अनुयोजित अनुक्रम में भी एकत्र किया जा सकता है।^[44] जेट प्रवाह गतिविधि और बहुलक सान्द्रता जैसे मापदंडों को एकसमान व्यास और आकृतिविज्ञान के साथ नैनोफाइबर का उत्पादन करने के लिए नियंत्रित किया जाना है।^[45]

इलेक्ट्रोसपिनिंग प्रविधि कई प्रकार के बहुलक को नैनोफाइबर में परिवर्तित कर देती है। एक इलेक्ट्रोसपुन नैनोफाइबर जालक्रम बाह्य आधात्री (ECM) के समान दिखता है।^[6]^[46]^[47] यह समानता इलेक्ट्रोसपिनिंग का एक प्रमुख लाभ है क्योंकि यह तंतु व्यास, उच्च सरंध्रता और यांत्रिक गुणों के संबंध में ईसीएम के अनुकरण करने की संभावना को मुक्त करता है। एक-एक करके निरंतर नैनोफाइबर के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए इलेक्ट्रोस्पिनिंग को और अधिक विकसित किया जा रहा है।^[46]

तापीय-प्रेरित चरण पृथक्करणतापीय

तापीय-प्रेरित चरण पृथक्करण ऊष्मागतिक परिवर्तनों के माध्यम से एक समरूप बहुलक विलयन को बहु-चरण प्रणाली में पृथक करता है।^[1]^[8]^[48] इस प्रक्रिया में पाँच चरण सम्मिलित हैं: बहुलक विघटन (रसायन विज्ञान), द्रव-द्रव या द्रव-ठोस चरण पृथक्करण, बहुलक जैलीकरण, जल के साथ जेल से विलायक का निष्कर्षण, और निर्वात के अंतर्गत हिमीकरण और हिम शुष्कन है।^[1]^[8]ऊतक पुनर्जनन के लिए मंचक उत्पन्न करने के लिए तापीय-प्रेरित चरण पृथक्करण विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।^[48]

प्रथम चरण में समरूप बहुलक विलयन ऊष्मागतिक रूप से अस्थिर है और उचित तापमान के अंतर्गत बहुलक-उर्वर और बहुलक-तनु प्रावस्था में पृथक हो जाते है। अंततः विलायक निष्कासन के पश्चात, बहुलक-उर्वर चरण आधात्री बनाने के लिए जम जाता है और बहुलक-तनु प्रावस्था छिद्रों में विकसित हो जाते है।^{[citation needed]} आगे, वांछित प्रतिरुप के आधार पर बहुलक विलयन पर दो प्रकार के चरण पृथक्करण किए जा सकते हैं। द्रव-द्रव पृथक्करण का उपयोग सामान्यतः द्विअर्थी चरण संरचनाएं बनाने के लिए किया जाता है जबकि द्रव-ठोस चरण पृथक्करण का उपयोग मणिभ संरचनाएं बनाने के लिए किया जाता है। नैनोफिब्रस मेट्रिसेस के संरध्र आकृति विज्ञान को नियंत्रित करने में जैलीकरण चरण महत्वपूर्ण भूमिका निभाते है। जैलीकरण तापमान, बहुलक एकाग्रता और विलायक गुणों से प्रभावित होते है।^[48]तापमान तंतु जालक्रम की संरचना को नियंत्रित करता है: कम जैलीकरण तापमान के परिणामस्वरूप नैनो पैमाने तंतु जालक्रम का निर्माण होता है जबकि उच्च जैलीकरण तापमान पट्टिकाणु जैसी संरचना का निर्माण होता है।^[1]बहुलक सांद्रता तंतु गुणों को प्रभावित करती है: बहुलक सांद्रता में वृद्धि सरंध्रता को कम करती है और तन्य ऊर्जा जैसे यांत्रिक गुणों को बढ़ाती है। विलायक गुण मंचक के आकृति विज्ञान को प्रभावित करते हैं। जैलीकरण के पश्चात, विलायक विनिमय के लिए जेल को आसुत जल में रखा जाता है। बाद में, जेल को जल से निकाल दिया जाता है और हिमीकरण और हिम शुष्कन के माध्यम से चला जाता है। इसके पश्चात अभिलक्षणन तक एक जलशुष्कक में संग्रहीत किया जाता है।

आरेखण

आरेखण विधि एक बार में नैनोफाइबर के लंबे एकल तंतु का उत्पादन करती है। अभिकर्षण की प्रक्रिया जमने के साथ होती है, जो घुलित प्रचक्रण सामग्री को ठोस तंतु में परिवर्तित कर देती है।^[46]^[49] शुष्क प्रचक्रण की स्थिति में गलित प्रचक्रण और विलायक के वाष्पीकरण की स्थिति में एक शीतलन चरण आवश्यक है। हालाँकि, एक सीमा यह है कि केवल एक श्यानताप्रत्यस्थ सामग्री जो अभिकर्षण के पर्यन्त विकसित तनावों से बचने के लिए पर्याप्त सामंजस्य रखते हुए व्यापक विकृति से गुजर सकती है, इस प्रक्रिया के माध्यम से नैनोफाइबर में बनाई जा सकती है।^[46]^[50]

रूपदा संश्लेषण

तंतुओं (ठोस नैनोफाइबर) और नलिकाएं (खोखले नैनोफाइबर) बनाने के लिए रूपदा संश्लेषण विधि एक समान व्यास के बेलनाकार छिद्रों से बना एक नैनोपोरस झिल्ली रूपदा का उपयोग करती है।^[51]^[52] इस पद्धति का उपयोग धातु, अर्धचालक और विद्युतीय रूप से प्रवाहकीय बहुलक सहित कई प्रकार की सामग्रियों के तंतुओं और नलिकाओं को तैयार करने के लिए किया जा सकता है।^[51]^[52]समान छिद्र तंतुओं के आयामों को नियंत्रित करने की अनुमति देते हैं इसलिए इस विधि के माध्यम से बहुत छोटे व्यास वाले नैनोफाइबर का उत्पादन किया जा सकता है। हालाँकि, इस पद्धति की एक कमी यह है कि यह एक बार में एक सतत नैनोफाइबर नहीं बना सकता है।

स्वयंजोड़ित

स्वयंजोड़ित प्रविधि का उपयोग पेप्टाइड नैनोफाइबर और पेप्टाइड उभयरागी उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। यह विधि अद्वितीय त्रि-आयामी संरचनाओं के साथ प्रोटीन बनाने के लिए एमिनो अम्ल अवशेषों की प्राकृतिक वलन प्रक्रिया से प्रेरित थी।^[53] पेप्टाइड नैनोफाइबर की स्वयंजोड़ित प्रक्रिया में विभिन्न ड्राइविंग बल जैसे कि जलविरागी अन्योन्यक्रिया, स्थिरवैद्युत बल, हाइड्रोजन आबंधन और वान्डर वाल्स बल सम्मिलित हैं और यह आयनिक ऊर्जा और पीएच जैसी बाहरी स्थितियों से प्रभावित होती है।^[54]

बहुलक सामग्री

घने संयोजी ऊतक के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में कोलेजन तंतु।

उनके उच्च सरंध्रता और बड़े सतह क्षेत्र-से-आयतन अनुपात के कारण, जैविक अनुप्रयोगों के लिए मंचको के निर्माण के लिए नैनोफाइबर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।^[1]^[2]मंचक उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले प्राकृतिक बहुलक के प्रमुख उदाहरण कोलेजन, कोशिका्युलोज, रेशम फाइब्रोइन, केराटिन, जिलेटिन और पॉलीसेकेराइड जैसे कि चिटोसन और एल्गिनेट हैं। कोलेजन कई संयोजी ऊतकों का एक प्राकृतिक बाह्य घटक है। इसकी रेशेदार संरचना, जो व्यास में 50-500 एनएम से भिन्न होती है, कोशिका पहचान, संलगन, प्रसार और विभेदीकरण के लिए महत्वपूर्ण है।^[2]इलेक्ट्रोस्पिनिंग, शिह एट अल के माध्यम से उत्पादित टाइप I कोलेजन नैनोफिबर्स के उपयोग में पाया गया कि अभियन्ता कोलेजन मंचक तंतु व्यास बढ़ने के साथ कोशिका आसंजन में वृद्धि और कोशिका अभिगमन में कमी आई।

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 नैनोफाइबर बनाने के लिए कई अलग-अलग विधिया उपस्थित हैं, जिनमें आरेखण, [[इलेक्ट्रोस्पिनिंग]], स्वयंजोड़ित, रूपदा संश्लेषण और ऊष्मा-प्रेरित चरण पृथक्करण सम्मिलित हैं। नोफाइबर उत्पन्न करने के लिए इलेक्ट्रोस्पिनिंग सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि है क्योंकि सरल व्यवस्थापन, विभिन्न बहुलक से निरंतर नैनोफाइबर का बड़े पैमाने पर उत्पादन करने की क्षमता, और नियंत्रित व्यास, रचनाओं और अभिविन्यासो के साथ अतितनु तंतु उत्पन्न करने की क्षमता है। <ref name="Li" />यह सुनम्यता तंतुओं के आकार और व्यवस्था को नियंत्रित करने की अनुमति देता है ताकि विभिन्न संरचनाओं (अर्थात खोखले, सपाट और पट्टी के आकार) को इच्छित अनुप्रयोग उद्देश्यों के आधार पर निर्मित किया जा सकता है। औद्योगिक बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त एक अभिनव गलित प्रसंस्करण विधि का उपयोग करते हुए, मिनेसोटा विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक और अभियन्ता नैनोफाइबर को केवल 36 एनएम जितना पतला बनाने में सक्षम हैं।<ref>{{cite journal|last1=Soltani|first1=Iman|last2=Macosko|first2=Christopher W. | name-list-style = vanc |date=2018-06-06|title=द्वीप-इन-द-सी मेल्टब्लाऊन नॉनवॉवेंस से प्राप्त नैनोफिबर्स की आकृति विज्ञान पर रियोलॉजी और सतह गुणों का प्रभाव|journal=Polymer|volume=145|pages=21–30|doi=10.1016/j.polymer.2018.04.051|s2cid=139262140|issn=0032-3861}}</ref>
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 नैनोफाइबर मचानों का उपयोग हड्डी के ऊतक अभियांत्रिकी में हड्डियों के प्राकृतिक बाह्य परिवेश को अनुहारक करने के लिए किया जाता है।<ref name="Ma" />  हड्डी के ऊतकों को या तो एक सघन या आबंधक प्रतिरूप में व्यवस्थित किया जाता है और संगठित संरचनाओं से बना होता है, जो सेंटीमीटर परिसर से लेकर नैनोमीटर पैमाने तक की लंबाई में भिन्न होता है। गैर-खनिज कार्बनिक घटक (अर्थात टाइप 1 कोलेजन), खनिजयुक्त अकार्बनिक घटक (अर्थात [[हाइड्रॉक्सियापटाइट]]), और कई अन्य गैर-कोलेजेनस परिवेश प्रोटीन (अर्थात [[ग्लाइकोप्रोटीन]] और प्रोटीओग्लिएकन्स) हड्डी ईसीएम की नैनोकम्पोजिट संरचना बनाते हैं।<ref name="Burg" />कार्बनिक कोलेजन तंतु और अकार्बनिक खनिज लवण ईसीएम को क्रमशः सुनम्यता और कठोरता प्रदान करते हैं।
-हालांकि हड्डी एक गतिशील ऊतक है जो मामुली चोट लगने पर अपने आप ठीक हो सकता है, यह हड्डी के अर्बुद के उच्छेदन (सर्जरी) और गंभीर असंयोग  अस्थिभंग जैसे बड़े दोषों का अनुभव करने के पश्चात् पुन: उत्पन्न नहीं हो सकता है क्योंकि इसमें उपयुक्त रूपदा का अभाव है।<ref name="Vasita" /><ref name="Ma" /> वर्तमान में, मानक उपचार [[ऑटोग्राफ्ट|स्वरोपण]] है जिसमें रोगी के अपने शरीर में एक गैर-महत्वपूर्ण और सरलता से सुगम्य स्थिति (अर्थात [[ श्रोण |इलियाक क्रेस्ट]]) से दाता की हड्डी प्राप्त करना और इसे दोषपूर्ण स्थिति में प्रतिरोपण करना सम्मिलित है। स्वजात हड्डी के प्रत्यारोपण का सबसे अच्छा नैदानिक परिणाम है क्योंकि यह परपोषी हड्डी के साथ दृढ़ता से एकीकृत होता है और प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ जटिलताओं से बच सकता है।<ref name="Betz">{{cite journal | vauthors = Betz RR | title = Limitations of autograft and allograft: new synthetic solutions | journal = Orthopedics | volume = 25 | issue = 5 Suppl | pages = s561-70 | date = May 2002 | pmid = 12038843 | doi = 10.3928/0147-7447-20020502-04 }}</ref> परन्तु इसका उपयोग इसकी कम आपूर्ति और सस्य प्रक्रिया से जुड़े दाता स्थल रुग्णता द्वारा सीमित है।<ref name="Burg" />इसके अतिरिक्त, स्वरोपण हड्डियां असंतुलित होती हैं और इसलिए पोषक तत्वों के [[प्रसार]] पर निर्भर होती हैं, जो मेजबान में उनकी व्यवहार्यता को प्रभावित करती हैं।<ref name="Betz" />शरीर में उच्च रीमॉडेलिंग दरों के कारण [[अस्थिजनन]] पूरा होने से पहले ग्राफ्ट को भी पुनर्जीवित किया जा सकता है।<ref name="Burg" /><ref name="Betz" />हड्डी की गंभीर क्षति के इलाज के लिए एक और रणनीति एलोग्राफ़्ट है जो मानव शव से काटी गई हड्डियों का प्रत्यारोपण करती है। हालांकि, [[एलोग्राफ्ट्स]] मेजबान में बीमारी और संक्रमण के जोखिम का परिचय देते हैं।<ref name="Betz" />
+हालांकि हड्डी एक गतिशील ऊतक है जो मामुली चोट लगने पर अपने आप ठीक हो सकता है, यह हड्डी के अर्बुद के उच्छेदन (सर्जरी) और गंभीर असंयोग  अस्थिभंग जैसे बड़े दोषों का अनुभव करने के पश्चात् पुन: उत्पन्न नहीं हो सकता है क्योंकि इसमें उपयुक्त रूपदा का अभाव है।<ref name="Vasita" /><ref name="Ma" /> वर्तमान में, मानक उपचार [[ऑटोग्राफ्ट|स्वरोपण]] है जिसमें रोगी के अपने शरीर में एक गैर-महत्वपूर्ण और सरलता से सुगम्य स्थिति (अर्थात [[ श्रोण |इलियाक क्रेस्ट]]) से दाता की हड्डी प्राप्त करना और इसे दोषपूर्ण स्थिति में प्रतिरोपण करना सम्मिलित है। स्वजात हड्डी के प्रत्यारोपण का सबसे अच्छा नैदानिक परिणाम है क्योंकि यह परपोषी हड्डी के साथ दृढ़ता से एकीकृत होता है और प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ जटिलताओं से बच सकता है।<ref name="Betz">{{cite journal | vauthors = Betz RR | title = Limitations of autograft and allograft: new synthetic solutions | journal = Orthopedics | volume = 25 | issue = 5 Suppl | pages = s561-70 | date = May 2002 | pmid = 12038843 | doi = 10.3928/0147-7447-20020502-04 }}</ref> परन्तु इसका उपयोग इसकी कम आपूर्ति और सस्य प्रक्रिया से जुड़े दाता स्थल रुग्णता द्वारा सीमित है।<ref name="Burg" />इसके अतिरिक्त, स्वरोपण हड्डियां असंतुलित होती हैं और इसलिए पोषक तत्वों के [[प्रसार]] पर निर्भर होती हैं, जो परपोषी में उनकी व्यवहार्यता को प्रभावित करता हैं।<ref name="Betz" />शरीर में उच्च पुनर्रचना दरों के कारण [[अस्थिजनन]] पूर्ण होने से पूर्व ग्राफ्ट को भी पुनर्जीवित किया जा सकता है।<ref name="Burg" /><ref name="Betz" />हड्डी की गंभीर क्षति के उपचारण के लिए एक और उपाय पररोपण है जो मानव शव से काटी गई हड्डियों का प्रत्यारोपण करती है। हालांकि, [[एलोग्राफ्ट्स|पररोपण]] परपोषी में बीमारी और संक्रमण के जोखिम का परिचय देते हैं।<ref name="Betz" />
-अस्थि ऊतक अभियांत्रिकी हड्डी की चोटों और विकृतियों के इलाज के लिए एक बहुमुखी प्रतिक्रिया प्रस्तुत करती है। इलेक्ट्रोसपिनिंग के माध्यम से उत्पादित नैनोफिबर्स विशेष रूप से प्राकृतिक बाह्य आधात्री  की वास्तुकला और विशेषताओं की नकल करते हैं। इन मचानों का उपयोग बायोएक्टिव एजेंटों को वितरित करने के लिए किया जा सकता है जो ऊतक पुनर्जनन को बढ़ावा देते हैं।<ref name="Khajavi" />ये बायोएक्टिव सामग्री आदर्श रूप से [[हड्डियों मे परिवर्तन]], बोन ग्राफ्टिंग और [[ओसियोइंटीग्रेशन]] होनी चाहिए।<ref name="Burg" />ऑटोलॉगस या एलोजेनिक हड्डी को परिवर्तित करने के उद्देश्य से अस्थि स्थानापन्न सामग्री में बायोएक्टिव सिरेमिक, बायोएक्टिव ग्लास और जैविक और संश्लिष्ट बहुलक सम्मिलित हैं। बोन टिश्यू अभियांत्रिकी का आधार यह है कि सामग्री को फिर से अवशोषित किया जाएगा और समय के साथ शरीर के अपने नए पुनर्जीवित जैविक ऊतक द्वारा प्रतिस्थापित किया जाएगा।<ref name="Sun" />
+अस्थि ऊतक अभियांत्रिकी हड्डी की चोटों और विकृतियों के उपचार के लिए एक बहुमुखी प्रतिक्रिया प्रस्तुत करती है। इलेक्ट्रोसपिनिंग के माध्यम से उत्पादित नैनोफिबर्स विशेष रूप से प्राकृतिक कोशिकाबाह्य आघात्री की वास्तुकला और विशेषताओं की अनुकरण करते हैं। इन मचानों का उपयोग जैवसक्रिय एजेंटों को वितरित करने के लिए किया जा सकता है, जो ऊतक पुनर्जनन को बढ़ावा देते हैं।<ref name="Khajavi" />ये जैवसक्रिय सामग्री आदर्श रूप से [[हड्डियों मे परिवर्तन|अस्थिवृंदक]], अस्थिमय और [[ओसियोइंटीग्रेशन]] होनी चाहिए।<ref name="Burg" />स्वजात या अपरजीनीय हड्डी को परिवर्तित करने के उद्देश्य से अस्थि स्थानापन्न सामग्री में जैवसक्रिय मृत्तिकाशिल्प, जैवसक्रिय दूरबीन और जैविक और संश्लिष्ट बहुलक सम्मिलित हैं। हड्डी ऊतक अभियांत्रिकी का आधार यह है कि सामग्री को पुनः से अवशोषित किया जाएगा और समय के साथ शरीर के अपने नए पुनर्जीवित जैविक ऊतक द्वारा प्रतिस्थापित किया जाएगा।<ref name="Sun" />
-ऊतक अभियांत्रिकी केवल हड्डी तक ही सीमित नहीं है: बड़ी मात्रा में अनुसंधान उपास्थि के लिए समर्पित है,<ref name="Tuli">{{cite journal | vauthors = Tuli R, Li WJ, Tuan RS | title = उपास्थि ऊतक इंजीनियरिंग की वर्तमान स्थिति| journal = Arthritis Research & Therapy | volume = 5 | issue = 5 | pages = 235–8 | date = 2003 | pmid = 12932283 | pmc = 193737 | doi = 10.1186/ar991 }}</ref> बंधन,<ref name="Lin">{{cite journal | vauthors = Lin VS, Lee MC, O'Neal S, McKean J, Sung KL | title = सिंथेटिक बायोडिग्रेडेबल फाइबर मचान का उपयोग करके लिगामेंट टिशू इंजीनियरिंग| journal = Tissue Engineering | volume = 5 | issue = 5 | pages = 443–52 | date = October 1999 | pmid = 10586100 | doi = 10.1089/ten.1999.5.443 }}</ref> कंकाल की मांसपेशी,<ref name="Riboldi">{{cite journal | vauthors = Riboldi SA, Sampaolesi M, Neuenschwander P, Cossu G, Mantero S | title = Electrospun degradable polyesterurethane membranes: potential scaffolds for skeletal muscle tissue engineering | journal = Biomaterials | volume = 26 | issue = 22 | pages = 4606–15 | date = August 2005 | pmid = 15722130 | doi = 10.1016/j.biomaterials.2004.11.035 | url = https://lirias.kuleuven.be/handle/123456789/187554 }}</ref> त्वचा,<ref name="Matthews">{{cite journal | vauthors = Matthews JA, Wnek GE, Simpson DG, Bowlin GL | title = कोलेजन नैनोफाइबर की इलेक्ट्रोस्पिनिंग| journal = Biomacromolecules | volume = 3 | issue = 2 | pages = 232–8 | date = 2002 | pmid = 11888306 | doi = 10.1021/bm015533u }}</ref> नस,<ref name="Mo">{{cite journal | vauthors = Mo XM, Xu CY, Kotaki M, Ramakrishna S | title = Electrospun P(LLA-CL) nanofiber: a biomimetic extracellular matrix for smooth muscle cell and endothelial cell proliferation | journal = Biomaterials | volume = 25 | issue = 10 | pages = 1883–90 | date = May 2004 | pmid = 14738852 | doi = 10.1016/j.biomaterials.2003.08.042 }}</ref> और तंत्रिका ऊतक अभियांत्रिकी<ref name="Yang">{{cite journal | vauthors = Yang F, Xu CY, Kotaki M, Wang S, Ramakrishna S | title = इलेक्ट्रोस्पन पॉली (एल-लैक्टिक एसिड) नैनोफिब्रस मचान पर तंत्रिका स्टेम कोशिकाओं की विशेषता| journal = Journal of Biomaterials Science. Polymer Edition | volume = 15 | issue = 12 | pages = 1483–97 | date = 2004 | pmid = 15696794 | doi = 10.1163/1568562042459733 | s2cid = 2990409 }}</ref> भी।
+ऊतक अभियांत्रिकी केवल हड्डी तक ही सीमित नहीं है: शोध की एक बड़ी मात्रा उपास्थि,<ref name="Tuli">{{cite journal | vauthors = Tuli R, Li WJ, Tuan RS | title = उपास्थि ऊतक इंजीनियरिंग की वर्तमान स्थिति| journal = Arthritis Research & Therapy | volume = 5 | issue = 5 | pages = 235–8 | date = 2003 | pmid = 12932283 | pmc = 193737 | doi = 10.1186/ar991 }}</ref> अस्थिबंध,<ref name="Lin">{{cite journal | vauthors = Lin VS, Lee MC, O'Neal S, McKean J, Sung KL | title = सिंथेटिक बायोडिग्रेडेबल फाइबर मचान का उपयोग करके लिगामेंट टिशू इंजीनियरिंग| journal = Tissue Engineering | volume = 5 | issue = 5 | pages = 443–52 | date = October 1999 | pmid = 10586100 | doi = 10.1089/ten.1999.5.443 }}</ref> कंकाल की मांसपेशी,<ref name="Riboldi">{{cite journal | vauthors = Riboldi SA, Sampaolesi M, Neuenschwander P, Cossu G, Mantero S | title = Electrospun degradable polyesterurethane membranes: potential scaffolds for skeletal muscle tissue engineering | journal = Biomaterials | volume = 26 | issue = 22 | pages = 4606–15 | date = August 2005 | pmid = 15722130 | doi = 10.1016/j.biomaterials.2004.11.035 | url = https://lirias.kuleuven.be/handle/123456789/187554 }}</ref> त्वचा,<ref name="Matthews">{{cite journal | vauthors = Matthews JA, Wnek GE, Simpson DG, Bowlin GL | title = कोलेजन नैनोफाइबर की इलेक्ट्रोस्पिनिंग| journal = Biomacromolecules | volume = 3 | issue = 2 | pages = 232–8 | date = 2002 | pmid = 11888306 | doi = 10.1021/bm015533u }}</ref> नस,<ref name="Mo">{{cite journal | vauthors = Mo XM, Xu CY, Kotaki M, Ramakrishna S | title = Electrospun P(LLA-CL) nanofiber: a biomimetic extracellular matrix for smooth muscle cell and endothelial cell proliferation | journal = Biomaterials | volume = 25 | issue = 10 | pages = 1883–90 | date = May 2004 | pmid = 14738852 | doi = 10.1016/j.biomaterials.2003.08.042 }}</ref> और तंत्रिका ऊतक अभियांत्रिकी<ref name="Yang">{{cite journal | vauthors = Yang F, Xu CY, Kotaki M, Wang S, Ramakrishna S | title = इलेक्ट्रोस्पन पॉली (एल-लैक्टिक एसिड) नैनोफिब्रस मचान पर तंत्रिका स्टेम कोशिकाओं की विशेषता| journal = Journal of Biomaterials Science. Polymer Edition | volume = 15 | issue = 12 | pages = 1483–97 | date = 2004 | pmid = 15696794 | doi = 10.1163/1568562042459733 | s2cid = 2990409 }}</ref>के लिए भी समर्पित है।
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