नैनोफाइबर: Difference between revisions

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[[File:Cellulose nanofiber network.jpg|thumb|कोशिका्युलोज नैनोफाइबर जालक्रम का उदाहरण।]]नैनोफाइबर [[नैनोमीटर]] परास में व्यास (सामान्यतः, 1 एनएम और 1 माइक्रोन के मध्य) वाले तंतु होते हैं। नैनोफाइबर विभिन्न [[पॉलिमर|बहुलक]] से उत्पन्न हो सकते हैं और इसलिए विभिन्न भौतिक गुण और अनुप्रयोग क्षमताएं होती हैं। प्राकृतिक बहुलक के उदाहरणों में [[कोलेजन]], [[सेल्यूलोज|कोशिका्यूलोज]], [[रेशम फाइब्रोइन]], [[ केरातिन |केरातिन]], [[ जेलाटीन ]]और [[पॉलिसैक्राइड]] जैसे [[काइटोसन]] और [[alginate|एल्जिनेट]] सम्मिलित हैं।<ref name="Vasita">{{cite journal | vauthors = Vasita R, Katti DS | title = नैनोफाइबर और ऊतक इंजीनियरिंग में उनके अनुप्रयोग| journal = International Journal of Nanomedicine | volume = 1 | issue = 1 | pages = 15–30 | date = 2006 | pmid = 17722259 | pmc = 2426767 | doi = 10.2147/nano.2006.1.1.15 }}</ref><ref name="Khajavi">{{cite journal| vauthors = Khajavi R, Abbasipour M, Bahador A |title=बोन टिश्यू इंजीनियरिंग के लिए इलेक्ट्रोस्पन बायोडिग्रेडेबल नैनोफाइबर मचान|journal=J Appl Polym Sci|date=2016|volume=133|issue=3|pages=n/a|doi=10.1002/app.42883|doi-access=free}}</ref> संश्लिष्ट बहुलक के उदाहरणों में ([[पाली लैक्टिक अम्ल)|पॉलिलेक्टिक अम्ल]]) (PLA), [[पॉलिकैप्रोलैक्टोन]] (PCL)<ref>{{Cite journal|last1=Sivan|first1=Manikandan|last2=Madheswaran|first2=Divyabharathi|last3=Valtera|first3=Jan|last4=Kostakova|first4=Eva Kuzelova|last5=Lukas|first5=David|date=2022-01-01|title=Alternating current electrospinning: The impacts of various high-voltage signal shapes and frequencies on the spinnability and productivity of polycaprolactone nanofibers|journal=Materials & Design|language=en|volume=213|pages=110308|doi=10.1016/j.matdes.2021.110308|s2cid=245075252|issn=0264-1275|doi-access=free}}</ref> [[ polyurethane |पॉलीयूरेथेन]] (PU), पॉली [[पाली (लैक्टिक-सह-ग्लाइकोलिक एसिड)|(लैक्टिक-सह-ग्लाइकोलिक]] [[पाली लैक्टिक अम्ल)|अम्ल]]) (PLGA), [[पॉली (3-हाइड्रॉक्सीब्यूटाइरेट-सह-3-हाइड्रॉक्सीवेलरेट)]] (PHBV), और पॉली (एथिलीन-सह-विनाइलसेटेट) (PEVA) सम्मिलित हैं।<ref name="Vasita" /><ref name="Khajavi" />बहुलक श्रृंखलाएं सहसंयोजक बंधों के माध्यम से जुड़ी हुई हैं।<ref name="Teraoka">{{cite book |last1=Teraoka |first1=Iwao | name-list-style = vanc |title=Polymer Solutions: An Introduction to Physical Properties|date=2002|publisher=John Wiley & Sons, Inc|isbn=978-0-471-22451-8}}</ref> नैनोफाइबर के व्यास उपयोग किए गए बहुलक के प्रकार और उत्पादन की विधि पर निर्भर करता हैं।<ref name="Reneker">{{cite journal| vauthors = Reneker D, Chun I |title=इलेक्ट्रोसपिनिंग द्वारा उत्पादित बहुलक के नैनोमीटर व्यास फाइबर|journal=Nanotechnology|date=1996|volume=7|issue=3|pages=216–223|doi=10.1088/0957-4484/7/3/009|url=https://semanticscholar.org/paper/b2ce2bca7bf2de9174756623b8cfd8529aa47dbf|bibcode=1996Nanot...7..216R|s2cid=4498522}}</ref> सभी बहुलक नैनोफाइबर अपने [[ माइक्रोफ़ाइबर |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।<ref name="Vasita" /><ref name="Khajavi" /><ref name="Li">{{cite journal| vauthors = Li D, Xia Y |title=Electrospinning of nanofibers: reinventing the wheel?|journal=Adv Mater|date=2004|volume=16|issue=14|pages=1151–1170|doi=10.1002/adma.200400719|bibcode=2004AdM....16.1151L |s2cid=137659394 }}</ref>
[[File:Cellulose nanofiber network.jpg|thumb|सेल्युलोज नैनोफाइबर जालक्रम का उदाहरण।]]नैनोफाइबर [[नैनोमीटर]] परास में व्यास (सामान्यतः, 1 एनएम और 1 माइक्रोन के मध्य) वाले तंतु होते हैं। नैनोफाइबर विभिन्न [[पॉलिमर|बहुलक]] से उत्पन्न हो सकते हैं और इसलिए विभिन्न भौतिक गुण और अनुप्रयोग क्षमताएं होती हैं। प्राकृतिक बहुलक के उदाहरणों में [[कोलेजन]], [[सेल्यूलोज|कोशिका्यूलोज]], [[रेशम फाइब्रोइन]], [[ केरातिन |केरातिन]], [[ जेलाटीन ]]और [[पॉलिसैक्राइड]] जैसे [[काइटोसन]] और [[alginate|एल्जिनेट]] सम्मिलित हैं।<ref name="Vasita">{{cite journal | vauthors = Vasita R, Katti DS | title = नैनोफाइबर और ऊतक इंजीनियरिंग में उनके अनुप्रयोग| journal = International Journal of Nanomedicine | volume = 1 | issue = 1 | pages = 15–30 | date = 2006 | pmid = 17722259 | pmc = 2426767 | doi = 10.2147/nano.2006.1.1.15 }}</ref><ref name="Khajavi">{{cite journal| vauthors = Khajavi R, Abbasipour M, Bahador A |title=बोन टिश्यू इंजीनियरिंग के लिए इलेक्ट्रोस्पन बायोडिग्रेडेबल नैनोफाइबर मचान|journal=J Appl Polym Sci|date=2016|volume=133|issue=3|pages=n/a|doi=10.1002/app.42883|doi-access=free}}</ref> संश्लिष्ट बहुलक के उदाहरणों में ([[पाली लैक्टिक अम्ल)|पॉलिलेक्टिक अम्ल]]) (PLA), [[पॉलिकैप्रोलैक्टोन]] (PCL)<ref>{{Cite journal|last1=Sivan|first1=Manikandan|last2=Madheswaran|first2=Divyabharathi|last3=Valtera|first3=Jan|last4=Kostakova|first4=Eva Kuzelova|last5=Lukas|first5=David|date=2022-01-01|title=Alternating current electrospinning: The impacts of various high-voltage signal shapes and frequencies on the spinnability and productivity of polycaprolactone nanofibers|journal=Materials & Design|language=en|volume=213|pages=110308|doi=10.1016/j.matdes.2021.110308|s2cid=245075252|issn=0264-1275|doi-access=free}}</ref> [[ polyurethane |पॉलीयूरेथेन]] (PU), पॉली [[पाली (लैक्टिक-सह-ग्लाइकोलिक एसिड)|(लैक्टिक-सह-ग्लाइकोलिक]] [[पाली लैक्टिक अम्ल)|अम्ल]]) (PLGA), [[पॉली (3-हाइड्रॉक्सीब्यूटाइरेट-सह-3-हाइड्रॉक्सीवेलरेट)]] (PHBV), और पॉली (एथिलीन-सह-विनाइलसेटेट) (PEVA) सम्मिलित हैं।<ref name="Vasita" /><ref name="Khajavi" />बहुलक श्रृंखलाएं सहसंयोजक बंधों के माध्यम से जुड़ी हुई हैं।<ref name="Teraoka">{{cite book |last1=Teraoka |first1=Iwao | name-list-style = vanc |title=Polymer Solutions: An Introduction to Physical Properties|date=2002|publisher=John Wiley & Sons, Inc|isbn=978-0-471-22451-8}}</ref> नैनोफाइबर के व्यास उपयोग किए गए बहुलक के प्रकार और उत्पादन की विधि पर निर्भर करता हैं।<ref name="Reneker">{{cite journal| vauthors = Reneker D, Chun I |title=इलेक्ट्रोसपिनिंग द्वारा उत्पादित बहुलक के नैनोमीटर व्यास फाइबर|journal=Nanotechnology|date=1996|volume=7|issue=3|pages=216–223|doi=10.1088/0957-4484/7/3/009|url=https://semanticscholar.org/paper/b2ce2bca7bf2de9174756623b8cfd8529aa47dbf|bibcode=1996Nanot...7..216R|s2cid=4498522}}</ref> सभी बहुलक नैनोफाइबर अपने [[ माइक्रोफ़ाइबर |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।<ref name="Vasita" /><ref name="Khajavi" /><ref name="Li">{{cite journal| vauthors = Li D, Xia Y |title=Electrospinning of nanofibers: reinventing the wheel?|journal=Adv Mater|date=2004|volume=16|issue=14|pages=1151–1170|doi=10.1002/adma.200400719|bibcode=2004AdM....16.1151L |s2cid=137659394 }}</ref>
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>  
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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{{main|इलेक्ट्रोस्पिनिंग}}
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[[File:Taylor cone.jpg|thumb|टेलर शंकु जिसमें से बहुलक विलयन की धारा निकलती है।]]नैनोफाइबर बनाने के लिए इलेक्ट्रोस्पिनिंग सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि है।<ref>{{cite journal | vauthors = Lolla D, Gorse J, Kisielowski C, Miao J, Taylor PL, Chase GG, Reneker DH | title = नैनोफिबर्स में पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड अणु, विपथन द्वारा परमाणु पैमाने पर छवि को सही इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा| journal = Nanoscale | volume = 8 | issue = 1 | pages = 120–8 | date = January 2016 | pmid = 26369731 | doi = 10.1039/C5NR01619C | url = http://www.escholarship.org/uc/item/1fp5d847 | bibcode = 2015Nanos...8..120L | s2cid = 205976678 }}</ref><ref name="Li" /><ref>{{Cite journal|last1=Sivan|first1=Manikandan|last2=Madheswaran|first2=Divyabharathi|last3=Asadian|first3=Mahtab|last4=Cools|first4=Pieter|last5=Thukkaram|first5=Monica|last6=Van Der Voort|first6=Pascal|last7=Morent|first7=Rino|last8=De Geyter|first8=Nathalie|last9=Lukas|first9=David | name-list-style = vanc |date=2020-10-15|title=Plasma treatment effects on bulk properties of polycaprolactone nanofibrous mats fabricated by uncommon AC electrospinning: A comparative study|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0257897220308720|journal=Surface and Coatings Technology|language=en|volume=399|pages=126203|doi=10.1016/j.surfcoat.2020.126203|s2cid=224924026|issn=0257-8972}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Madheswaran|first1=Divyabharathi|last2=Sivan|first2=Manikandan|last3=Valtera|first3=Jan|last4=Kostakova|first4=Eva Kuzelova|last5=Egghe|first5=Tim|last6=Asadian|first6=Mahtab|last7=Novotny|first7=Vit|last8=Nguyen|first8=Nhung H. A.|last9=Sevcu|first9=Alena|last10=Morent|first10=Rino|last11=Geyter|first11=Nathalie De|title=सिवनी अनुप्रयोगों के लिए कलेक्टरलेस अल्टरनेटिंग-करंट इलेक्ट्रोस्पिनिंग द्वारा उत्पादित जीवाणुरोधी नैनोफाइबर शीथ के साथ समग्र यार्न|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/app.51851|journal=Journal of Applied Polymer Science|year=2022|volume=139|issue=13|language=en|pages=51851|doi=10.1002/app.51851|s2cid=243969095|issn=1097-4628}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Manikandan|first1=S.|last2=Divyabharathi|first2=M.|last3=Tomas|first3=K.|last4=Pavel|first4=P.|last5=David|first5=L.|date=2019-01-01|title=Production of poly (ε-caprolactone) Antimicrobial Nanofibers by Needleless Alternating Current Electrospinning|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221478531931898X|journal=Materials Today: Proceedings|series=6th International Conference on Recent Advances in Materials, Minerals & Environment (RAMM) 2018, RAMM 2018, 27 - 29 November 2018, Penang, Malaysia|language=en|volume=17|pages=1100–1104|doi=10.1016/j.matpr.2019.06.526|s2cid=202207593|issn=2214-7853}}</ref>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 [[इलेक्ट्रोड|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 दाब द्वारा आयोजित बहुलक विलयन होता है और द्रव की सतह पर एक आवेशित 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 दाब पर प्रवीणता प्राप्त कर लेते है और द्रव पदार्थ का आवेशित प्रधार टेलर शंकु के छोर से बाहर निकल जाता है। मुक्त बहुलक विलयन प्रधार अस्थिर है और इसके परिणामस्वरूप लम्बा हो जाता है, जिससे प्रधार बहुत लंबा और पतला हो जाता है। आवेशित किए गए बहुलक तंतु विलायक वाष्पीकरण के साथ जम जाते हैं।<ref name="Li" /><ref name="Reneker2">{{cite journal | vauthors = Garg K, Bowlin GL | title = इलेक्ट्रोस्पिनिंग जेट्स और नैनोफाइबर संरचनाएं| journal = Biomicrofluidics | volume = 5 | issue = 1 | pages = 13403 | date = March 2011 | pmid = 21522493 | pmc = 3082340 | doi = 10.1063/1.3567097 }}</ref> संग्राहक पर यादृच्छिक रूप से उन्मुख नैनोफाइबर एकत्र किए जाते हैं। [[ घूमता हुआ ढोल |घूर्णी नली,]] <ref name="Dersch">{{cite journal| vauthors = Dersch R, Liu T, Schaper AK, Greiner A, Wendorff JH |title=Electrospun nanofibers: internal structure and intrinsic orientation|journal=Polym Chem|date=2003|volume=41|issue=4|pages=545–553|doi=10.1002/pola.10609|bibcode=2003JPoSA..41..545D}}</ref>धातु प्रधार,<ref name="Kim">{{cite journal| vauthors = Kim KW, Lee KH, Khil MS, Ho YS, Kim HY |title=इलेक्ट्रोस्पून पॉली (एथिलीन टेरेफ्थेलेट) नॉनवॉवन के गुणों पर आणविक भार और ड्रम सतह के रैखिक वेग का प्रभाव|journal=Fibers Polym|date=2004|volume=5|issue=2|pages=122–127|doi=10.1007/BF02902925|s2cid=137021572|url=https://www.semanticscholar.org/paper/d08e6066f87fb3ec6ebb962b69196444619f1606}}</ref> या दो समानांतर पट्टिका प्रणाली जैसे विशिष्ट संग्राहकों का उपयोग करके नैनोफाइबर को अत्यधिक अनुयोजित अनुक्रम में भी एकत्र किया जा सकता है।<ref name="Beachley">{{cite journal | vauthors = Beachley V, Wen X | title = नैनोफाइबर व्यास और लंबाई पर इलेक्ट्रोसपिनिंग मापदंडों का प्रभाव| journal = Materials Science & Engineering. C, Materials for Biological Applications | volume = 29 | issue = 3 | pages = 663–668 | date = April 2009 | pmid = 21461344 | pmc = 3065832 | doi = 10.1016/j.msec.2008.10.037 }}</ref> प्रधार प्रवाह गतिविधि और बहुलक सान्द्रता जैसे मापदंडों को एकसमान व्यास और आकृतिविज्ञान के साथ नैनोफाइबर  का उत्पादन करने के लिए नियंत्रित किया जाना है।<ref name="Leach">{{cite journal | vauthors = Leach MK, Feng ZQ, Tuck SJ, Corey JM | title = Electrospinning fundamentals: optimizing solution and apparatus parameters | journal = Journal of Visualized Experiments | volume = 47 | issue = 47 | page = 2494 | date = January 2011 | pmid = 21304466 | pmc = 3182658 | doi = 10.3791/2494 }}</ref>
[[File:Taylor cone.jpg|thumb|टेलर शंकु जिसमें से बहुलक विलयन की धारा निष्काषित होती है।]]नैनोफाइबर बनाने के लिए इलेक्ट्रोस्पिनिंग सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि है।<ref>{{cite journal | vauthors = Lolla D, Gorse J, Kisielowski C, Miao J, Taylor PL, Chase GG, Reneker DH | title = नैनोफिबर्स में पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड अणु, विपथन द्वारा परमाणु पैमाने पर छवि को सही इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा| journal = Nanoscale | volume = 8 | issue = 1 | pages = 120–8 | date = January 2016 | pmid = 26369731 | doi = 10.1039/C5NR01619C | url = http://www.escholarship.org/uc/item/1fp5d847 | bibcode = 2015Nanos...8..120L | s2cid = 205976678 }}</ref><ref name="Li" /><ref>{{Cite journal|last1=Sivan|first1=Manikandan|last2=Madheswaran|first2=Divyabharathi|last3=Asadian|first3=Mahtab|last4=Cools|first4=Pieter|last5=Thukkaram|first5=Monica|last6=Van Der Voort|first6=Pascal|last7=Morent|first7=Rino|last8=De Geyter|first8=Nathalie|last9=Lukas|first9=David | name-list-style = vanc |date=2020-10-15|title=Plasma treatment effects on bulk properties of polycaprolactone nanofibrous mats fabricated by uncommon AC electrospinning: A comparative study|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0257897220308720|journal=Surface and Coatings Technology|language=en|volume=399|pages=126203|doi=10.1016/j.surfcoat.2020.126203|s2cid=224924026|issn=0257-8972}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Madheswaran|first1=Divyabharathi|last2=Sivan|first2=Manikandan|last3=Valtera|first3=Jan|last4=Kostakova|first4=Eva Kuzelova|last5=Egghe|first5=Tim|last6=Asadian|first6=Mahtab|last7=Novotny|first7=Vit|last8=Nguyen|first8=Nhung H. A.|last9=Sevcu|first9=Alena|last10=Morent|first10=Rino|last11=Geyter|first11=Nathalie De|title=सिवनी अनुप्रयोगों के लिए कलेक्टरलेस अल्टरनेटिंग-करंट इलेक्ट्रोस्पिनिंग द्वारा उत्पादित जीवाणुरोधी नैनोफाइबर शीथ के साथ समग्र यार्न|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/app.51851|journal=Journal of Applied Polymer Science|year=2022|volume=139|issue=13|language=en|pages=51851|doi=10.1002/app.51851|s2cid=243969095|issn=1097-4628}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Manikandan|first1=S.|last2=Divyabharathi|first2=M.|last3=Tomas|first3=K.|last4=Pavel|first4=P.|last5=David|first5=L.|date=2019-01-01|title=Production of poly (ε-caprolactone) Antimicrobial Nanofibers by Needleless Alternating Current Electrospinning|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221478531931898X|journal=Materials Today: Proceedings|series=6th International Conference on Recent Advances in Materials, Minerals & Environment (RAMM) 2018, RAMM 2018, 27 - 29 November 2018, Penang, Malaysia|language=en|volume=17|pages=1100–1104|doi=10.1016/j.matpr.2019.06.526|s2cid=202207593|issn=2214-7853}}</ref>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 [[इलेक्ट्रोड|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 दाब द्वारा आयोजित बहुलक विलयन होता है और द्रव की सतह पर एक आवेशित 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 दाब पर प्रवीणता प्राप्त कर लेते है और द्रव पदार्थ का आवेशित प्रधार टेलर शंकु के छोर से बाहर निकल जाता है। मुक्त बहुलक विलयन प्रधार अस्थिर है और इसके परिणामस्वरूप लम्बा हो जाता है, जिससे प्रधार बहुत लंबा और पतला हो जाता है। आवेशित किए गए बहुलक तंतु विलायक वाष्पीकरण के साथ जम जाते हैं।<ref name="Li" /><ref name="Reneker2">{{cite journal | vauthors = Garg K, Bowlin GL | title = इलेक्ट्रोस्पिनिंग जेट्स और नैनोफाइबर संरचनाएं| journal = Biomicrofluidics | volume = 5 | issue = 1 | pages = 13403 | date = March 2011 | pmid = 21522493 | pmc = 3082340 | doi = 10.1063/1.3567097 }}</ref> संग्राहक पर यादृच्छिक रूप से उन्मुख नैनोफाइबर एकत्र किए जाते हैं। [[ घूमता हुआ ढोल |घूर्णी नली,]] <ref name="Dersch">{{cite journal| vauthors = Dersch R, Liu T, Schaper AK, Greiner A, Wendorff JH |title=Electrospun nanofibers: internal structure and intrinsic orientation|journal=Polym Chem|date=2003|volume=41|issue=4|pages=545–553|doi=10.1002/pola.10609|bibcode=2003JPoSA..41..545D}}</ref>धातु प्रधार,<ref name="Kim">{{cite journal| vauthors = Kim KW, Lee KH, Khil MS, Ho YS, Kim HY |title=इलेक्ट्रोस्पून पॉली (एथिलीन टेरेफ्थेलेट) नॉनवॉवन के गुणों पर आणविक भार और ड्रम सतह के रैखिक वेग का प्रभाव|journal=Fibers Polym|date=2004|volume=5|issue=2|pages=122–127|doi=10.1007/BF02902925|s2cid=137021572|url=https://www.semanticscholar.org/paper/d08e6066f87fb3ec6ebb962b69196444619f1606}}</ref> या दो समानांतर पट्टिका प्रणाली जैसे विशिष्ट संग्राहकों का उपयोग करके नैनोफाइबर को अत्यधिक अनुयोजित अनुक्रम में भी एकत्र किया जा सकता है।<ref name="Beachley">{{cite journal | vauthors = Beachley V, Wen X | title = नैनोफाइबर व्यास और लंबाई पर इलेक्ट्रोसपिनिंग मापदंडों का प्रभाव| journal = Materials Science & Engineering. C, Materials for Biological Applications | volume = 29 | issue = 3 | pages = 663–668 | date = April 2009 | pmid = 21461344 | pmc = 3065832 | doi = 10.1016/j.msec.2008.10.037 }}</ref> प्रधार प्रवाह गतिविधि और बहुलक सान्द्रता जैसे मापदंडों को एकसमान व्यास और आकृतिविज्ञान के साथ नैनोफाइबर  का उत्पादन करने के लिए नियंत्रित किया जाना है।<ref name="Leach">{{cite journal | vauthors = Leach MK, Feng ZQ, Tuck SJ, Corey JM | title = Electrospinning fundamentals: optimizing solution and apparatus parameters | journal = Journal of Visualized Experiments | volume = 47 | issue = 47 | page = 2494 | date = January 2011 | pmid = 21304466 | pmc = 3182658 | doi = 10.3791/2494 }}</ref>


इलेक्ट्रोसपिनिंग प्रविधि कई प्रकार के बहुलक को नैनोफाइबर में परिवर्तित कर देती है। एक इलेक्ट्रोसपुन नैनोफाइबर जालक्रम बाह्य आधात्री (ECM) के समान दिखता है।<ref name="Li" /><ref name="Huang">{{cite journal| vauthors = Huang ZM, Zhang YZ, Kotaki M, Ramakrishna S |title=इलेक्ट्रोसपिनिंग और नैनोकम्पोजिट्स में उनके अनुप्रयोगों द्वारा बहुलक नैनोफाइबर पर समीक्षा|journal=Compos Sci Technol|date=2003|volume=63|issue=15|pages=2223–2253|doi=10.1016/S0266-3538(03)00178-7|s2cid=4511766 }}</ref><ref name="Cheng">{{cite journal | vauthors = Cheng J, Jun Y, Qin J, Lee SH | title = बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए कार्यात्मक तंतुओं की इलेक्ट्रोस्पिनिंग बनाम माइक्रोफ्लुइडिक कताई| journal = Biomaterials | volume = 114 | pages = 121–143 | date = January 2017 | pmid = 27880892 | doi = 10.1016/j.biomaterials.2016.10.040 }}</ref> 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।<ref name="Huang" />
इलेक्ट्रोसपिनिंग प्रविधि कई प्रकार के बहुलक को नैनोफाइबर में परिवर्तित कर देती है। एक इलेक्ट्रोसपुन नैनोफाइबर जालक्रम बाह्य आधात्री (ECM) के समान दिखता है।<ref name="Li" /><ref name="Huang">{{cite journal| vauthors = Huang ZM, Zhang YZ, Kotaki M, Ramakrishna S |title=इलेक्ट्रोसपिनिंग और नैनोकम्पोजिट्स में उनके अनुप्रयोगों द्वारा बहुलक नैनोफाइबर पर समीक्षा|journal=Compos Sci Technol|date=2003|volume=63|issue=15|pages=2223–2253|doi=10.1016/S0266-3538(03)00178-7|s2cid=4511766 }}</ref><ref name="Cheng">{{cite journal | vauthors = Cheng J, Jun Y, Qin J, Lee SH | title = बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए कार्यात्मक तंतुओं की इलेक्ट्रोस्पिनिंग बनाम माइक्रोफ्लुइडिक कताई| journal = Biomaterials | volume = 114 | pages = 121–143 | date = January 2017 | pmid = 27880892 | doi = 10.1016/j.biomaterials.2016.10.040 }}</ref> 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।<ref name="Huang" />
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== बहुलक सामग्री ==
== बहुलक सामग्री ==
[[File:Dense connective tissue-400x.jpg|thumb|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।<ref name="Vasita" /><ref name="Khajavi" />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 ऊतक|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।<ref name="Khajavi" />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।<ref name="Shih">{{cite journal | vauthors = Shih YR, Chen CN, Tsai SW, Wang YJ, Lee OK | title = इलेक्ट्रोसपुन टाइप I कोलेजन नैनोफिबर्स पर मेसेनचाइमल स्टेम सेल का विकास| journal = Stem Cells | volume = 24 | issue = 11 | pages = 2391–7 | date = November 2006 | pmid = 17071856 | doi = 10.1634/stemcells.2006-0253 | doi-access = free }}</ref> हड्डी के ऊतकों के पुनर्जनन, किम एट अल के विकास के लिए एक परिदर्शक के रूप में रेशम मंचक का उपयोग करना हैं। 8 सप्ताह के पश्चात पूर्ण अस्थि संयोग और 12 सप्ताह के पश्चात दोषों का पूर्ण उपचार देखा गया, जबकि जिस नियंत्रण में हड्डी में मंचक नहीं था, उसी समय अवधि में दोषों का सीमित सुधार प्रदर्शित हुआ।<ref name="Kim 3">{{cite journal | vauthors = Kim KH, Jeong L, Park HN, Shin SY, Park WH, Lee SC, Kim TI, Park YJ, Seol YJ, Lee YM, Ku Y, Rhyu IC, Han SB, Chung CP | display-authors = 6 | title = निर्देशित हड्डी पुनर्जनन के लिए रेशम फाइब्रोइन नैनोफाइबर झिल्ली की जैविक प्रभावकारिता| journal = Journal of Biotechnology | volume = 120 | issue = 3 | pages = 327–39 | date = November 2005 | pmid = 16150508 | doi = 10.1016/j.jbiotec.2005.06.033 }}</ref> इसी प्रकार, केराटिन, जिलेटिन, चिटोसन और एल्गिनेट मचानों में उत्कृष्ट [[जैव]]-अनुकूलता और जैव-सक्रियता प्रदर्शित करते हैं।<ref name="Khajavi" />
[[File:Dense connective tissue-400x.jpg|thumb|घने संयोजी ऊतक केअनुप्रस्थ काट क्षेत्र में कोलेजन तंतु है।]]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।<ref name="Vasita" /><ref name="Khajavi" />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 ऊतक|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।<ref name="Khajavi" />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।<ref name="Shih">{{cite journal | vauthors = Shih YR, Chen CN, Tsai SW, Wang YJ, Lee OK | title = इलेक्ट्रोसपुन टाइप I कोलेजन नैनोफिबर्स पर मेसेनचाइमल स्टेम सेल का विकास| journal = Stem Cells | volume = 24 | issue = 11 | pages = 2391–7 | date = November 2006 | pmid = 17071856 | doi = 10.1634/stemcells.2006-0253 | doi-access = free }}</ref> हड्डी के ऊतकों के पुनर्जनन, किम एट अल के विकास के लिए एक परिदर्शक के रूप में रेशम मंचक का उपयोग करना हैं। 8 सप्ताह के पश्चात पूर्ण अस्थि संयोग और 12 सप्ताह के पश्चात दोषों का पूर्ण उपचार देखा गया, जबकि जिस नियंत्रण में हड्डी में मंचक नहीं था, उसी समय अवधि में दोषों का सीमित सुधार प्रदर्शित हुआ।<ref name="Kim 3">{{cite journal | vauthors = Kim KH, Jeong L, Park HN, Shin SY, Park WH, Lee SC, Kim TI, Park YJ, Seol YJ, Lee YM, Ku Y, Rhyu IC, Han SB, Chung CP | display-authors = 6 | title = निर्देशित हड्डी पुनर्जनन के लिए रेशम फाइब्रोइन नैनोफाइबर झिल्ली की जैविक प्रभावकारिता| journal = Journal of Biotechnology | volume = 120 | issue = 3 | pages = 327–39 | date = November 2005 | pmid = 16150508 | doi = 10.1016/j.jbiotec.2005.06.033 }}</ref> इसी प्रकार, केराटिन, जिलेटिन, चिटोसन और एल्गिनेट मचानों में उत्कृष्ट [[जैव]]-अनुकूलता और जैव-सक्रियता प्रदर्शित करते हैं।<ref name="Khajavi" />


हालांकि, प्राकृतिक बहुलक की कोशिकीय पहचान सरलता से एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया आरंभ कर सकती है।<ref name="Khajavi" /><ref name="Cheng" />फलस्वरूप, संश्लिष्ट बहुलक जैसे पॉली (लैक्टिक अम्ल) (PLA), पॉलीकैप्रोलैक्टोन (PCL), पॉलीयूरेथेन (PU), पॉली (लैक्टिक-सह-ग्लाइकोलिक अम्ल) (PLGA), पॉली (एल-लैक्टाइड) (PLLA) , और पॉली(एथिलीन-सह-विनाइलऐसेटेट) (PEVA) को मचान में एकीकरण के विकल्प के रूप में विकसित किया गया है। जैवनिम्नीकरणीय और जैव संगत होने के कारण, इन संश्लिष्ट बहुलक का उपयोग नैनोमीटर परास के भीतर तंतु व्यास के साथ मेट्रिसेस बनाने के लिए किया जा सकता है। इन संश्लिष्ट बहुलक में से पीसीएल ने शोधकर्ताओं में अधिक उत्साह उत्पन्न किया है।<ref name="Azimi">{{cite journal| vauthors = Azimi B, Nourpanah P, Rabiee M, Arbab S |title=Poly (ε-caprolactone) fiber: an overview|journal=J Eng Fibers Fabr|date=2014|volume=9|issue=3|pages=74–90}}</ref> पीसीएल एक प्रकार का जैवनिम्नीकरणीय पॉलिएस्टर है जिसे [[कटैलिसीस|उत्प्रेरक]] का उपयोग करके ε-कैप्रोलैक्टोन के वलय विवर्तक बहुलकन के माध्यम से तैयार किया जा सकता है। यह कम विषाक्तता, कम लागत और धीमी गिरावट दर्शाता है। विभेदन और बहुजनन क्षमता (2, 17) में सुधार के लिए पीसीएल को अन्य सामग्रियों जैसे जिलेटिन, कोलेजन, चिटोसन और कैल्शियम फॉस्फेट के साथ जोड़ा जा सकता है।<ref name="Khajavi" /><ref name="Azimi" />PLLA एक अन्य लोकप्रिय संश्लिष्ट बहुलक है। पीएलएलए अपने उन्नत यांत्रिक गुणों, जैवनिम्ननीयता और जैव के लिए जाना जाता है। यह अपने उच्च स्थानिक परस्पर, उच्च सरंध्रता और नियंत्रित संरेखण के कारण कुशल कोशिका अभिगमन क्षमता दर्शाता है।<ref name="Shim">{{cite journal | vauthors = Hejazi F, Mirzadeh H | title = Novel 3D scaffold with enhanced physical and cell response properties for bone tissue regeneration, fabricated by patterned electrospinning/electrospraying | journal = Journal of Materials Science. Materials in Medicine | volume = 27 | issue = 9 | pages = 143 | date = September 2016 | pmid = 27550014 | doi = 10.1007/s10856-016-5748-8 | url = https://www.semanticscholar.org/paper/a89c4a8226aa9845cf90f5a5b427e52068339183 | s2cid = 23987237 }}</ref> पीएलएलए और पीएलजीए मचान परिवेश के मिश्रण ने उचित बायोमिमेटिक संरचना, अच्छी यांत्रिक ऊर्जा और अनुकूल जैव सक्रियता दिखाई है।
हालांकि, प्राकृतिक बहुलक की कोशिकीय पहचान सरलता से एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया आरंभ कर सकती है।<ref name="Khajavi" /><ref name="Cheng" />फलस्वरूप, संश्लिष्ट बहुलक जैसे पॉली (लैक्टिक अम्ल) (PLA), पॉलीकैप्रोलैक्टोन (PCL), पॉलीयूरेथेन (PU), पॉली (लैक्टिक-सह-ग्लाइकोलिक अम्ल) (PLGA), पॉली (एल-लैक्टाइड) (PLLA) , और पॉली(एथिलीन-सह-विनाइलऐसेटेट) (PEVA) को मचान में एकीकरण के विकल्प के रूप में विकसित किया गया है। जैवनिम्नीकरणीय और जैव संगत होने के कारण, इन संश्लिष्ट बहुलक का उपयोग नैनोमीटर परास के भीतर तंतु व्यास के साथ मेट्रिसेस बनाने के लिए किया जा सकता है। इन संश्लिष्ट बहुलक में से पीसीएल ने शोधकर्ताओं में अधिक उत्साह उत्पन्न किया है।<ref name="Azimi">{{cite journal| vauthors = Azimi B, Nourpanah P, Rabiee M, Arbab S |title=Poly (ε-caprolactone) fiber: an overview|journal=J Eng Fibers Fabr|date=2014|volume=9|issue=3|pages=74–90}}</ref> पीसीएल एक प्रकार का जैवनिम्नीकरणीय पॉलिएस्टर है जिसे [[कटैलिसीस|उत्प्रेरक]] का उपयोग करके ε-कैप्रोलैक्टोन के वलय विवर्तक बहुलकन के माध्यम से तैयार किया जा सकता है। यह कम विषाक्तता, कम लागत और धीमी गिरावट दर्शाता है। विभेदन और बहुजनन क्षमता (2, 17) में सुधार के लिए पीसीएल को अन्य सामग्रियों जैसे जिलेटिन, कोलेजन, चिटोसन और कैल्शियम फॉस्फेट के साथ जोड़ा जा सकता है।<ref name="Khajavi" /><ref name="Azimi" />PLLA एक अन्य लोकप्रिय संश्लिष्ट बहुलक है। पीएलएलए अपने उन्नत यांत्रिक गुणों, जैवनिम्ननीयता और जैव के लिए जाना जाता है। यह अपने उच्च स्थानिक परस्पर, उच्च सरंध्रता और नियंत्रित संरेखण के कारण कुशल कोशिका अभिगमन क्षमता दर्शाता है।<ref name="Shim">{{cite journal | vauthors = Hejazi F, Mirzadeh H | title = Novel 3D scaffold with enhanced physical and cell response properties for bone tissue regeneration, fabricated by patterned electrospinning/electrospraying | journal = Journal of Materials Science. Materials in Medicine | volume = 27 | issue = 9 | pages = 143 | date = September 2016 | pmid = 27550014 | doi = 10.1007/s10856-016-5748-8 | url = https://www.semanticscholar.org/paper/a89c4a8226aa9845cf90f5a5b427e52068339183 | s2cid = 23987237 }}</ref> पीएलएलए और पीएलजीए मचान परिवेश के मिश्रण ने उचित बायोमिमेटिक संरचना, अच्छी यांत्रिक ऊर्जा और अनुकूल जैव सक्रियता दिखाई है।
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=== ऊतक अभियांत्रिकी ===
=== ऊतक अभियांत्रिकी ===
[[File:Woven bone matrix.jpg|thumb|अस्थि आधात्री  कोलेजन तंतुओं से बना है। नैनोफाइबर मंचकऐसी संरचना की नकल करने में सक्षम हैं।]]ऊतक अभियांत्रिकी में, कोशिका वृद्धि और ऊतक पुनर्जनन का समर्थन और मार्गदर्शन करने के लिए एक अत्यधिक संरध्र कृत्रिम बाह्य परिवेश की आवश्यकता होती है।<ref name="Vasita" /><ref name="Khajavi" /><ref name="Burg">{{cite journal | vauthors = Burg KJ, Porter S, Kellam JF | title = अस्थि ऊतक इंजीनियरिंग के लिए बायोमटेरियल विकास| journal = Biomaterials | volume = 21 | issue = 23 | pages = 2347–59 | date = December 2000 | pmid = 11055282 | doi = 10.1016/s0142-9612(00)00102-2 }}</ref><ref name="Sun">{{cite journal| vauthors = Sun B, Long YZ, Zhang HD, Li MM, Duvail JL, Jiang XY, Yin HL |title=इलेक्ट्रोसपिनिंग के माध्यम से त्रि-आयामी नैनोफिब्रस मैक्रोस्ट्रक्चर में अग्रिम|journal=Prog Polym Sci|date=2014|volume=39|issue=5|pages=862–890|doi=10.1016/j.progpolymsci.2013.06.002}}</ref> ऐसे मचान बनाने के लिए प्राकृतिक और संश्लिष्ट जैवनिम्नीकरणीय बहुलक का उपयोग किया गया है।<ref name="Vasita" /><ref name="Khajavi" />
[[File:Woven bone matrix.jpg|thumb|अस्थि परिवेश कोलेजन तंतुओं से बना है। नैनोफाइबर मचान ऐसी संरचना का अनुकरण करने में सक्षम हैं।]]ऊतक अभियांत्रिकी में, कोशिका वृद्धि और ऊतक पुनर्जनन का समर्थन और मार्गदर्शन करने के लिए एक अत्यधिक संरध्र कृत्रिम बाह्य परिवेश की आवश्यकता होती है।<ref name="Vasita" /><ref name="Khajavi" /><ref name="Burg">{{cite journal | vauthors = Burg KJ, Porter S, Kellam JF | title = अस्थि ऊतक इंजीनियरिंग के लिए बायोमटेरियल विकास| journal = Biomaterials | volume = 21 | issue = 23 | pages = 2347–59 | date = December 2000 | pmid = 11055282 | doi = 10.1016/s0142-9612(00)00102-2 }}</ref><ref name="Sun">{{cite journal| vauthors = Sun B, Long YZ, Zhang HD, Li MM, Duvail JL, Jiang XY, Yin HL |title=इलेक्ट्रोसपिनिंग के माध्यम से त्रि-आयामी नैनोफिब्रस मैक्रोस्ट्रक्चर में अग्रिम|journal=Prog Polym Sci|date=2014|volume=39|issue=5|pages=862–890|doi=10.1016/j.progpolymsci.2013.06.002}}</ref> ऐसे मचान बनाने के लिए प्राकृतिक और संश्लिष्ट जैवनिम्नीकरणीय बहुलक का उपयोग किया गया है।<ref name="Vasita" /><ref name="Khajavi" />


साइमन ने 1988 की एनआईएच एसबीआईआर अनुदान प्रतिवेदन में दर्शाया कि इलेक्ट्रोसपिनिंग का उपयोग नैनो और सबमाइक्रोन-पैमाना पॉलीस्टाइरीन और पॉलीकार्बोनेट रेशेदार मैट के उत्पादन के लिए किया जा सकता है, जो विशेष रूप से इन विट्रो कोशिका अवस्तर के रूप में उपयोग के लिए अभिप्रेत है। कोशिका संवर्धन और ऊतक अभियांत्रिकी के लिए इलेक्ट्रोस्पन रेशेदार जाली के इस आरंभिक उपयोग से ज्ञात हुआ कि मानव अग्रच्छद रेशकोरक  (HFF), रूपांतरित मानव उपकलार्बुद (HEp-2), और मिंक श्वासकोश उपकला (MLE) तंतुओं का पालन और प्रसार करेंगे।<ref>{{Cite web|url=https://www.researchgate.net/publication/317053872|title=NIH PHASE I FINAL REPORT: FIBROUS SUBSTRATES FOR CELL CULTURE (R3RR03544A) (PDF Download Available)|last=Simon|first=Eric M.|date=1988|website=ResearchGate|language=en|access-date=2017-05-22}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Sukumar|first1=Uday Kumar|last2=Packirisamy|first2=Gopinath | name-list-style = vanc |date=2019-10-08|title=स्ट्रेच स्टिम्युलेटेड फाइब्रोब्लास्ट के नैनोमैकेनिकल संकेतों को प्रकट करने के लिए जिलेटिन कार्यात्मक पॉलीस्टाइन माइक्रोस्फीयर के साथ ग्राफ्टेड नैनोफिब्रस स्कैफोल्ड का निर्माण|journal=ACS Applied Bio Materials|volume=2|issue=12|pages=5323–5339|doi=10.1021/acsabm.9b00580|pmid=35021533|s2cid=208733153}}</ref>
साइमन ने 1988 की एनआईएच एसबीआईआर अनुदान प्रतिवेदन में दर्शाया कि इलेक्ट्रोसपिनिंग का उपयोग नैनो और सबमाइक्रोन-पैमाना पॉलीस्टाइरीन और पॉलीकार्बोनेट रेशेदार मैट के उत्पादन के लिए किया जा सकता है, जो विशेष रूप से इन विट्रो कोशिका अवस्तर के रूप में उपयोग के लिए अभिप्रेत है। कोशिका संवर्धन और ऊतक अभियांत्रिकी के लिए इलेक्ट्रोस्पन रेशेदार जाली के इस आरंभिक उपयोग से ज्ञात हुआ कि मानव अग्रच्छद रेशकोरक  (HFF), रूपांतरित मानव उपकलार्बुद (HEp-2), और मिंक श्वासकोश उपकला (MLE) तंतुओं का पालन और प्रसार करेंगे।<ref>{{Cite web|url=https://www.researchgate.net/publication/317053872|title=NIH PHASE I FINAL REPORT: FIBROUS SUBSTRATES FOR CELL CULTURE (R3RR03544A) (PDF Download Available)|last=Simon|first=Eric M.|date=1988|website=ResearchGate|language=en|access-date=2017-05-22}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Sukumar|first1=Uday Kumar|last2=Packirisamy|first2=Gopinath | name-list-style = vanc |date=2019-10-08|title=स्ट्रेच स्टिम्युलेटेड फाइब्रोब्लास्ट के नैनोमैकेनिकल संकेतों को प्रकट करने के लिए जिलेटिन कार्यात्मक पॉलीस्टाइन माइक्रोस्फीयर के साथ ग्राफ्टेड नैनोफिब्रस स्कैफोल्ड का निर्माण|journal=ACS Applied Bio Materials|volume=2|issue=12|pages=5323–5339|doi=10.1021/acsabm.9b00580|pmid=35021533|s2cid=208733153}}</ref>
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===औषधि वितरण===
===औषधि वितरण===
[[File:Drug delivery diagram.png|thumb|ड्रग्स और बायोबहुलक्स को सरल सोखना, नैनोकणों के सोखने और मल्टीलेयर असेंबली के माध्यम से नैनोफाइबर पर लोड किया जा सकता है।]]निर्धारित लक्ष्य तक चिकित्सा विज्ञान की सफल प्रसव व्यापक रूप से औषधि वाहक के वरण पर निर्भर करती है। एक आदर्श औषधि वाहक के मानदंड में लक्ष्य अंग तक औषधि के प्रसव पर अधिकतम प्रभाव, अंग तक पहुंचने की प्रक्रिया में शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली की चोरी, चिकित्सीय अणुओं को प्रारंभिक चरणों से अंतिम वितरण तक बनाए रखना सम्मिलित है। औषधि, और इच्छित चिकित्सीय प्रभाव के परिश्रम के लिए औषधि का उचित विमोचन हैं।<ref name="Sharifi">{{cite journal| vauthors = Sharifi F, Sooriyarachchi AC, Altural H, Montazami R, Rylander MN, Hashemi N |title=दवा वितरण प्रणाली के रूप में फाइबर आधारित दृष्टिकोण|journal=ACS Biomater Sci Eng|date=2016|volume=2|issue=9|pages=1411–1431|doi=10.1021/acsbiomaterials.6b00281|pmid=33440580|url=https://lib.dr.iastate.edu/me_pubs/316}}</ref> नैनोफाइबर संभावित औषधि वाहक पदान्वेषी के रूप में अध्ययन कर रहे हैं।<ref name="Ahn">{{cite journal| vauthors = Ahn SY, Mun CH, Lee SH |title=रेशेदार एल्गिनेट वाहक के माइक्रोफ्लुइडिक कताई में अत्यधिक बढ़ी हुई दवा लोडिंग क्षमता और विलंबित रिलीज़ प्रोफ़ाइल है|journal=RSC Adv|date=2015|volume=5|issue=20|pages=15172–15181|doi=10.1039/C4RA11438H|bibcode=2015RSCAd...515172A}}</ref><ref name="Garg">{{cite journal | vauthors = Garg T, Rath G, Goyal AK | title = Biomaterials-based nanofiber scaffold: targeted and controlled carrier for cell and drug delivery | journal = Journal of Drug Targeting | volume = 23 | issue = 3 | pages = 202–21 | date = April 2015 | pmid = 25539071 | doi = 10.3109/1061186X.2014.992899 | s2cid = 8398004 }}</ref><ref name="Fogaca">{{cite book| vauthors = Fogaça R, Ouimet MA, Catalani LH, Uhrich KE |title=बायोएक्टिव-आधारित पॉली (एनहाइड्राइड-एस्टर) और नियंत्रित दवा वितरण के लिए मिश्रण|date=2013|publisher=American Chemical Society|isbn=9780841227996}}</ref> जिलेटिन और एल्गिनेट जैसे प्राकृतिक बहुलक अपनी जैव-अनुकूलता और जैव-अवक्रमणशीलता के कारण वाहक नैनोफाइबर के लिए अच्छे संविरचन जैव पदार्थो का निर्माण करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप क्रमशः परपोषी के ऊतक की कोई हानि नहीं होती है और मानव शरीर में कोई विषैला संचय नहीं होता है। उनके बेलनाकार आकारिकी के कारण, नैनोफिबर्स में एक उच्च सतह क्षेत्र-से-आयतन अनुपात होता है। फलस्वरूप, तंतु में उच्च औषधि-भारण क्षमता होती है और बड़े सतह क्षेत्र में उपचारात्मक अणुओं को छोड़ सकते हैं।<ref name="Sharifi" /><ref name="Cheng" />जबकि पृष्ठीय क्षेत्रफल से आयतन अनुपात को केवल गोलाकार पुटिकाओं के लिए त्रिज्या को समायोजित करके नियंत्रित किया जा सकता है, लंबाई और अंतः वर्ग त्रिज्या दोनों को पृथक करके अनुपात को नियंत्रित करने में नैनोफाइबर की स्वतंत्रता की अधिक डिग्री होती है। औषधि वितरण प्रणाली में उनके आवेदन के लिए यह समायोजन महत्वपूर्ण है, जिसमें कार्यात्मक मापदंडों को ठीक से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।<ref name="Sharifi" />
[[File:Drug delivery diagram.png|thumb|ड्रग्स और जैव बहुलक को सरल सोखना, नैनोकणों के सोखने और मल्टीलेयर असेंबली के माध्यम से नैनोफाइबर पर लोड किया जा सकता है।]]निर्धारित लक्ष्य तक चिकित्सा विज्ञान की सफल प्रसव व्यापक रूप से औषधि वाहक के वरण पर निर्भर करती है। एक आदर्श औषधि वाहक के मानदंड में लक्ष्य अंग तक औषधि के प्रसव पर अधिकतम प्रभाव, अंग तक पहुंचने की प्रक्रिया में शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली की चोरी, चिकित्सीय अणुओं को प्रारंभिक चरणों से अंतिम वितरण तक बनाए रखना सम्मिलित है। औषधि, और इच्छित चिकित्सीय प्रभाव के परिश्रम के लिए औषधि का उचित विमोचन हैं।<ref name="Sharifi">{{cite journal| vauthors = Sharifi F, Sooriyarachchi AC, Altural H, Montazami R, Rylander MN, Hashemi N |title=दवा वितरण प्रणाली के रूप में फाइबर आधारित दृष्टिकोण|journal=ACS Biomater Sci Eng|date=2016|volume=2|issue=9|pages=1411–1431|doi=10.1021/acsbiomaterials.6b00281|pmid=33440580|url=https://lib.dr.iastate.edu/me_pubs/316}}</ref> नैनोफाइबर संभावित औषधि वाहक पदान्वेषी के रूप में अध्ययन कर रहे हैं।<ref name="Ahn">{{cite journal| vauthors = Ahn SY, Mun CH, Lee SH |title=रेशेदार एल्गिनेट वाहक के माइक्रोफ्लुइडिक कताई में अत्यधिक बढ़ी हुई दवा लोडिंग क्षमता और विलंबित रिलीज़ प्रोफ़ाइल है|journal=RSC Adv|date=2015|volume=5|issue=20|pages=15172–15181|doi=10.1039/C4RA11438H|bibcode=2015RSCAd...515172A}}</ref><ref name="Garg">{{cite journal | vauthors = Garg T, Rath G, Goyal AK | title = Biomaterials-based nanofiber scaffold: targeted and controlled carrier for cell and drug delivery | journal = Journal of Drug Targeting | volume = 23 | issue = 3 | pages = 202–21 | date = April 2015 | pmid = 25539071 | doi = 10.3109/1061186X.2014.992899 | s2cid = 8398004 }}</ref><ref name="Fogaca">{{cite book| vauthors = Fogaça R, Ouimet MA, Catalani LH, Uhrich KE |title=बायोएक्टिव-आधारित पॉली (एनहाइड्राइड-एस्टर) और नियंत्रित दवा वितरण के लिए मिश्रण|date=2013|publisher=American Chemical Society|isbn=9780841227996}}</ref> जिलेटिन और एल्गिनेट जैसे प्राकृतिक बहुलक अपनी जैव-अनुकूलता और जैव-अवक्रमणशीलता के कारण वाहक नैनोफाइबर के लिए अच्छे संविरचन जैव पदार्थो का निर्माण करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप क्रमशः परपोषी के ऊतक की कोई हानि नहीं होती है और मानव शरीर में कोई विषैला संचय नहीं होता है। उनके बेलनाकार आकारिकी के कारण, नैनोफिबर्स में एक उच्च सतह क्षेत्र-से-आयतन अनुपात होता है। फलस्वरूप, तंतु में उच्च औषधि-भारण क्षमता होती है और बड़े सतह क्षेत्र में उपचारात्मक अणुओं को छोड़ सकते हैं।<ref name="Sharifi" /><ref name="Cheng" />जबकि पृष्ठीय क्षेत्रफल से आयतन अनुपात को केवल गोलाकार पुटिकाओं के लिए त्रिज्या को समायोजित करके नियंत्रित किया जा सकता है, लंबाई और अंतः वर्ग त्रिज्या दोनों को पृथक करके अनुपात को नियंत्रित करने में नैनोफाइबर की स्वतंत्रता की अधिक डिग्री होती है। औषधि वितरण प्रणाली में उनके आवेदन के लिए यह समायोजन महत्वपूर्ण है, जिसमें कार्यात्मक मापदंडों को ठीक से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।<ref name="Sharifi" />


प्रारंभिक अध्ययनों से संकेत मिलता है कि इलेक्ट्रोसपिनिंग से पूर्व बहुलक विलयन में औषधि को जोड़कर प्रतिजैविकी और कैंसररोधी औषधिओं को इलेक्ट्रोस्पन नैनोफिबर्स में संपुटित किया जा सकता है।<ref name="Hu">{{cite journal | vauthors = Hu X, Liu S, Zhou G, Huang Y, Xie Z, Jing X | title = दवा वितरण अनुप्रयोगों के लिए पॉलिमरिक नैनोफाइबर की इलेक्ट्रोस्पिनिंग| journal = Journal of Controlled Release | volume = 185 | pages = 12–21 | date = July 2014 | pmid = 24768792 | doi = 10.1016/j.jconrel.2014.04.018 }}</ref><ref name="Yoo">{{cite journal | vauthors = Yoo HS, Kim TG, Park TG | title = टिशू इंजीनियरिंग और ड्रग डिलीवरी के लिए सरफेस-फंक्शनल इलेक्ट्रोस्पन नैनोफाइबर| journal = Advanced Drug Delivery Reviews | volume = 61 | issue = 12 | pages = 1033–42 | date = October 2009 | pmid = 19643152 | doi = 10.1016/j.addr.2009.07.007 }}</ref>शल्य चिकित्सा के पश्चात आंतरिक अंगों और ऊतकों के मध्य आसंजन बाधाओं के रूप में पृष्ठीय-भारित नैनोफाइबर मचान उपयोगी होते हैं।<ref name="Zong">{{cite journal | vauthors = Zong X, Li S, Chen E, Garlick B, Kim KS, Fang D, Chiu J, Zimmerman T, Brathwaite C, Hsiao BS, Chu B | display-authors = 6 | title = इलेक्ट्रोसपुन बायोएब्जॉर्बेबल नैनोफिब्रस पॉली (लैक्टाइड-को-ग्लाइकोलाइड) आधारित झिल्लियों द्वारा पोस्टसर्जरी-प्रेरित पेट के आसंजनों की रोकथाम| journal = Annals of Surgery | volume = 240 | issue = 5 | pages = 910–5 | date = November 2004 | pmid = 15492575 | pmc = 1356499 | doi = 10.1097/01.sla.0000143302.48223.7e }}</ref><ref name="Kumbar">{{cite journal | vauthors = Kumbar SG, Nair LS, Bhattacharyya S, Laurencin CT | title = चिकित्सीय अणुओं के वितरण के लिए उपन्यास वाहक के रूप में पॉलिमरिक नैनोफाइबर| journal = Journal of Nanoscience and Nanotechnology | volume = 6 | issue = 9–10 | pages = 2591–607 | date = 2006 | pmid = 17048469 | doi = 10.1166/jnn.2006.462 }}</ref> आसंजन उपचार प्रक्रिया के पर्यन्त होता है और चिरकालिक दर्द और पुनर्संयोजन विफलता जैसी जटिलताओं को ला सकता है।<ref name="Zong" /><ref name="Kumbar" /><ref name="Ignatova">{{cite journal | vauthors = Ignatova M, Rashkov I, Manolova N | title = घाव भरने वाले अनुप्रयोगों और स्थानीय कैंसर उपचार में ड्रग-लोडेड इलेक्ट्रोस्पन सामग्री| journal = Expert Opinion on Drug Delivery | volume = 10 | issue = 4 | pages = 469–83 | date = April 2013 | pmid = 23289491 | doi = 10.1517/17425247.2013.758103 | s2cid = 24627745 }}</ref>
प्रारंभिक अध्ययनों से संकेत मिलता है कि इलेक्ट्रोसपिनिंग से पूर्व बहुलक विलयन में औषधि को जोड़कर प्रतिजैविकी और कैंसररोधी औषधिओं को इलेक्ट्रोस्पन नैनोफिबर्स में संपुटित किया जा सकता है।<ref name="Hu">{{cite journal | vauthors = Hu X, Liu S, Zhou G, Huang Y, Xie Z, Jing X | title = दवा वितरण अनुप्रयोगों के लिए पॉलिमरिक नैनोफाइबर की इलेक्ट्रोस्पिनिंग| journal = Journal of Controlled Release | volume = 185 | pages = 12–21 | date = July 2014 | pmid = 24768792 | doi = 10.1016/j.jconrel.2014.04.018 }}</ref><ref name="Yoo">{{cite journal | vauthors = Yoo HS, Kim TG, Park TG | title = टिशू इंजीनियरिंग और ड्रग डिलीवरी के लिए सरफेस-फंक्शनल इलेक्ट्रोस्पन नैनोफाइबर| journal = Advanced Drug Delivery Reviews | volume = 61 | issue = 12 | pages = 1033–42 | date = October 2009 | pmid = 19643152 | doi = 10.1016/j.addr.2009.07.007 }}</ref>शल्य चिकित्सा के पश्चात आंतरिक अंगों और ऊतकों के मध्य आसंजन बाधाओं के रूप में पृष्ठीय-भारित नैनोफाइबर मचान उपयोगी होते हैं।<ref name="Zong">{{cite journal | vauthors = Zong X, Li S, Chen E, Garlick B, Kim KS, Fang D, Chiu J, Zimmerman T, Brathwaite C, Hsiao BS, Chu B | display-authors = 6 | title = इलेक्ट्रोसपुन बायोएब्जॉर्बेबल नैनोफिब्रस पॉली (लैक्टाइड-को-ग्लाइकोलाइड) आधारित झिल्लियों द्वारा पोस्टसर्जरी-प्रेरित पेट के आसंजनों की रोकथाम| journal = Annals of Surgery | volume = 240 | issue = 5 | pages = 910–5 | date = November 2004 | pmid = 15492575 | pmc = 1356499 | doi = 10.1097/01.sla.0000143302.48223.7e }}</ref><ref name="Kumbar">{{cite journal | vauthors = Kumbar SG, Nair LS, Bhattacharyya S, Laurencin CT | title = चिकित्सीय अणुओं के वितरण के लिए उपन्यास वाहक के रूप में पॉलिमरिक नैनोफाइबर| journal = Journal of Nanoscience and Nanotechnology | volume = 6 | issue = 9–10 | pages = 2591–607 | date = 2006 | pmid = 17048469 | doi = 10.1166/jnn.2006.462 }}</ref> आसंजन उपचार प्रक्रिया के पर्यन्त होता है और चिरकालिक दर्द और पुनर्संयोजन विफलता जैसी जटिलताओं को ला सकता है।<ref name="Zong" /><ref name="Kumbar" /><ref name="Ignatova">{{cite journal | vauthors = Ignatova M, Rashkov I, Manolova N | title = घाव भरने वाले अनुप्रयोगों और स्थानीय कैंसर उपचार में ड्रग-लोडेड इलेक्ट्रोस्पन सामग्री| journal = Expert Opinion on Drug Delivery | volume = 10 | issue = 4 | pages = 469–83 | date = April 2013 | pmid = 23289491 | doi = 10.1517/17425247.2013.758103 | s2cid = 24627745 }}</ref>

Revision as of 22:50, 2 April 2023

File:Cellulose nanofiber network.jpg
सेल्युलोज नैनोफाइबर जालक्रम का उदाहरण।

नैनोफाइबर नैनोमीटर परास में व्यास (सामान्यतः, 1 एनएम और 1 माइक्रोन के मध्य) वाले तंतु होते हैं। 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),