nature.com സന്ദർശിച്ചതിന് നന്ദി. നിങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ബ്രൗസർ പതിപ്പിന് പരിമിതമായ CSS പിന്തുണ മാത്രമേ ഉള്ളൂ. മികച്ച അനുഭവത്തിനായി, ഏറ്റവും പുതിയ ബ്രൗസർ പതിപ്പ് ഉപയോഗിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു (അല്ലെങ്കിൽ ഇന്റർനെറ്റ് എക്സ്പ്ലോററിൽ അനുയോജ്യതാ മോഡ് ഓഫാക്കുക). കൂടാതെ, തുടർച്ചയായ പിന്തുണ ഉറപ്പാക്കാൻ, ഈ സൈറ്റിൽ സ്റ്റൈലുകളോ ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റോ ഉൾപ്പെടുത്തില്ല.
റേഡിയോ തെറാപ്പി സമയത്ത് എക്സ്-റേകളുടെ സ്ഥാനനിർണ്ണയത്തിൽ അവയവങ്ങളുടെയും കലകളുടെയും ചലനം പിശകുകൾക്ക് കാരണമാകും. അതിനാൽ, റേഡിയോ തെറാപ്പിയുടെ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനായി അവയവ ചലനത്തെ അനുകരിക്കാൻ ടിഷ്യു-തുല്യമായ മെക്കാനിക്കൽ, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുള്ള വസ്തുക്കൾ ആവശ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, അത്തരം വസ്തുക്കളുടെ വികസനം ഒരു വെല്ലുവിളിയായി തുടരുന്നു. ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജലുകൾക്ക് എക്സ്ട്രാ സെല്ലുലാർ മാട്രിക്സിന്റേതിന് സമാനമായ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, ഇത് അവയെ ടിഷ്യു-തുല്യമായ വസ്തുക്കളായി വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. ഈ പഠനത്തിൽ, ആവശ്യമുള്ള മെക്കാനിക്കൽ, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുള്ള ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളെ ഇൻ സിറ്റു Ca2+ റിലീസ് വഴി സമന്വയിപ്പിച്ചു. നിർവചിക്കപ്പെട്ട മെക്കാനിക്കൽ, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുള്ള ഹൈഡ്രോജൽ നുരകൾ ലഭിക്കുന്നതിന് വായു-വോളിയം അനുപാതം ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം നിയന്ത്രിച്ചു. വസ്തുക്കളുടെ മാക്രോ-, മൈക്രോമോർഫോളജി എന്നിവ സ്വഭാവസവിശേഷതകളാക്കി, കംപ്രഷനിലുള്ള ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ സ്വഭാവം പഠിച്ചു. കമ്പ്യൂട്ട് ചെയ്ത ടോമോഗ്രഫി ഉപയോഗിച്ച് റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ സൈദ്ധാന്തികമായി കണക്കാക്കുകയും പരീക്ഷണാത്മകമായി പരിശോധിക്കുകയും ചെയ്തു. റേഡിയോ തെറാപ്പി സമയത്ത് റേഡിയേഷൻ ഡോസ് ഒപ്റ്റിമൈസേഷനും ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണത്തിനും ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ടിഷ്യു-തുല്യമായ വസ്തുക്കളുടെ ഭാവി വികസനത്തിലേക്ക് ഈ പഠനം വെളിച്ചം വീശുന്നു.
കാൻസറിനുള്ള ഒരു സാധാരണ ചികിത്സയാണ് റേഡിയേഷൻ തെറാപ്പി1. റേഡിയേഷൻ തെറാപ്പി സമയത്ത് അവയവങ്ങളുടെയും കലകളുടെയും ചലനം പലപ്പോഴും എക്സ്-റേകളുടെ സ്ഥാനത്ത് പിശകുകളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു2, ഇത് ട്യൂമറിന്റെ ചികിത്സയുടെ അഭാവത്തിനും ചുറ്റുമുള്ള ആരോഗ്യമുള്ള കോശങ്ങൾ അനാവശ്യമായ വികിരണത്തിന് അമിതമായി വിധേയമാകുന്നതിനും കാരണമാകും. ട്യൂമർ ലോക്കലൈസേഷൻ പിശകുകൾ കുറയ്ക്കുന്നതിന് അവയവങ്ങളുടെയും കലകളുടെയും ചലനം പ്രവചിക്കാനുള്ള കഴിവ് നിർണായകമാണ്. റേഡിയേഷൻ തെറാപ്പി സമയത്ത് രോഗികൾ ശ്വസിക്കുമ്പോൾ അവയ്ക്ക് കാര്യമായ രൂപഭേദങ്ങളും ചലനങ്ങളും സംഭവിക്കുന്നതിനാൽ ഈ പഠനം ശ്വാസകോശങ്ങളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചു. മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തിന്റെ ചലനം അനുകരിക്കാൻ വിവിധ പരിമിത മൂലക മാതൃകകൾ വികസിപ്പിക്കുകയും പ്രയോഗിക്കുകയും ചെയ്തിട്ടുണ്ട്3,4,5. എന്നിരുന്നാലും, മനുഷ്യ അവയവങ്ങൾക്കും കലകൾക്കും സങ്കീർണ്ണമായ ജ്യാമിതികളുണ്ട്, അവ രോഗിയെ വളരെയധികം ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ടിഷ്യു-തുല്യ ഗുണങ്ങളുള്ള വസ്തുക്കൾ സൈദ്ധാന്തിക മാതൃകകൾ സാധൂകരിക്കുന്നതിനും മെച്ചപ്പെട്ട വൈദ്യചികിത്സ സുഗമമാക്കുന്നതിനും വൈദ്യ വിദ്യാഭ്യാസ ആവശ്യങ്ങൾക്കുമായി ഭൗതിക മാതൃകകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന് വളരെ ഉപയോഗപ്രദമാണ്.
സങ്കീർണ്ണമായ ബാഹ്യ, ആന്തരിക ഘടനാപരമായ ജ്യാമിതികൾ കൈവരിക്കുന്നതിനായി മൃദുവായ ടിഷ്യു-അനുകരിക്കുന്ന വസ്തുക്കളുടെ വികസനം വളരെയധികം ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചു, കാരണം അവയുടെ അന്തർലീനമായ മെക്കാനിക്കൽ പൊരുത്തക്കേടുകൾ ലക്ഷ്യ പ്രയോഗങ്ങളിൽ പരാജയങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും6,7. അങ്ങേയറ്റത്തെ മൃദുത്വം, ഇലാസ്തികത, ഘടനാപരമായ സുഷിരം എന്നിവ സംയോജിപ്പിക്കുന്ന ശ്വാസകോശ കലകളുടെ സങ്കീർണ്ണമായ ബയോമെക്കാനിക്സ് മോഡലിംഗ് ചെയ്യുന്നത്, മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തെ കൃത്യമായി പുനർനിർമ്മിക്കുന്ന മോഡലുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിൽ ഒരു പ്രധാന വെല്ലുവിളി ഉയർത്തുന്നു. ചികിത്സാ ഇടപെടലുകളിൽ ശ്വാസകോശ മോഡലുകളുടെ ഫലപ്രദമായ പ്രകടനത്തിന് മെക്കാനിക്കൽ, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെ സംയോജനവും പൊരുത്തപ്പെടുത്തലും നിർണായകമാണ്. സങ്കീർണ്ണമായ ഡിസൈനുകളുടെ ദ്രുത പ്രോട്ടോടൈപ്പിംഗ് പ്രാപ്തമാക്കുന്ന, രോഗി-നിർദ്ദിഷ്ട മോഡലുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിൽ അഡിറ്റീവ് നിർമ്മാണം ഫലപ്രദമാണെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ഷിൻ തുടങ്ങിയവർ 8 പേർ 3D-പ്രിന്റഡ് എയർവേകൾ ഉപയോഗിച്ച് പുനർനിർമ്മിക്കാവുന്നതും രൂപഭേദം വരുത്താവുന്നതുമായ ഒരു ശ്വാസകോശ മാതൃക വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ഹസെലാർ തുടങ്ങിയവർ 9 പേർ ഇമേജ് ഗുണനിലവാര വിലയിരുത്തലിനും റേഡിയോതെറാപ്പിക്കുള്ള സ്ഥാന പരിശോധനാ രീതികൾക്കുമായി യഥാർത്ഥ രോഗികളുമായി വളരെ സാമ്യമുള്ള ഒരു ഫാന്റം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. അളവെടുപ്പിന്റെ കൃത്യത വിലയിരുത്തുന്നതിനായി വിവിധ ശ്വാസകോശ നിഖേദങ്ങളുടെ സിടി തീവ്രത പുനർനിർമ്മിക്കുന്നതിന് 3D പ്രിന്റിംഗും സിലിക്കൺ കാസ്റ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയും ഉപയോഗിച്ച് ഹോങ് തുടങ്ങിയവർ 10 പേർ ഒരു ചെസ്റ്റ് സിടി മോഡൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ പ്രോട്ടോടൈപ്പുകൾ പലപ്പോഴും ശ്വാസകോശ കലകളുടേതിൽ നിന്ന് വളരെ വ്യത്യസ്തമായ ഫലപ്രദമായ ഗുണങ്ങളുള്ള വസ്തുക്കളാൽ നിർമ്മിച്ചവയാണ്11.
നിലവിൽ, മിക്ക ശ്വാസകോശ പ്രേതങ്ങളും സിലിക്കൺ അല്ലെങ്കിൽ പോളിയുറീൻ നുര കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, അവ യഥാർത്ഥ ശ്വാസകോശ പാരെൻചൈമയുടെ മെക്കാനിക്കൽ, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല. 12,13 ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജലുകൾ ജൈവ പൊരുത്തമുള്ളവയാണ്, അവയുടെ ട്യൂണബിൾ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ കാരണം ടിഷ്യു എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. 14 എന്നിരുന്നാലും, ശ്വാസകോശ കലകളുടെ ഇലാസ്തികതയും പൂരിപ്പിക്കൽ ഘടനയും കൃത്യമായി അനുകരിക്കുന്ന ഒരു ശ്വാസകോശ പ്രേതത്തിന് ആവശ്യമായ അൾട്രാ-സോഫ്റ്റ്, ഫോം പോലുള്ള സ്ഥിരത പുനർനിർമ്മിക്കുന്നത് ഒരു പരീക്ഷണാത്മക വെല്ലുവിളിയായി തുടരുന്നു.
ഈ പഠനത്തിൽ, ശ്വാസകോശ കല ഒരു ഏകതാനമായ ഇലാസ്റ്റിക് വസ്തുവാണെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെട്ടു. മനുഷ്യ ശ്വാസകോശ കലയുടെ (\(\:\rho\:\)) സാന്ദ്രത 1.06 g/cm3 ആണെന്നും, വീർത്ത ശ്വാസകോശത്തിന്റെ സാന്ദ്രത 0.26 g/cm315 ആണെന്നും റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. വ്യത്യസ്ത പരീക്ഷണ രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് യങ്ങിന്റെ മോഡുലസ് (MY) ശ്വാസകോശ കലകളുടെ മൂല്യങ്ങളുടെ വിശാലമായ ശ്രേണി ലഭിച്ചിട്ടുണ്ട്. ലൈ-ഫൂക്ക് തുടങ്ങിയവർ 16 മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തിന്റെ YM 0.42–6.72 kPa ആയി ഏകീകൃത പണപ്പെരുപ്പത്തോടെ അളന്നു. ഗോസ് തുടങ്ങിയവർ 17 മാഗ്നറ്റിക് റെസൊണൻസ് ഇലാസ്റ്റോഗ്രഫി ഉപയോഗിക്കുകയും 2.17 kPa യുടെ YM റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുകയും ചെയ്തു. ലിയു തുടങ്ങിയവർ 18 പേർ 0.03–57.2 kPa യുടെ നേരിട്ട് അളന്ന YM റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു. ഇലെഗ്ബുസി തുടങ്ങിയവർ 19 പേർ തിരഞ്ഞെടുത്ത രോഗികളിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച 4D CT ഡാറ്റയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി YM 0.1–2.7 kPa ആണെന്ന് കണക്കാക്കി.
ശ്വാസകോശത്തിന്റെ റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങൾക്കായി, എക്സ്-റേകളുമായുള്ള ശ്വാസകോശ കലകളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തന സ്വഭാവം വിവരിക്കാൻ നിരവധി പാരാമീറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതിൽ മൂലക ഘടന, ഇലക്ട്രോൺ സാന്ദ്രത (\(\:{\rho\:}_{e}\)), ഫലപ്രദമായ ആറ്റോമിക നമ്പർ (\(\:{Z}_{eff}\)), ശരാശരി ആവേശ ഊർജ്ജം (\(\:I\)), മാസ് അറ്റൻവേഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് (\(\:\mu\:/\rho\:\)), ഹൗൺസ്ഫീൽഡ് യൂണിറ്റ് (HU) എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു, ഇത് \(\:\mu\:/\rho\:\) എന്നിവയുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.
ഇലക്ട്രോൺ സാന്ദ്രത \(\:{\rho\:}_{e}\) എന്നത് ഒരു യൂണിറ്റ് വോള്യത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണമായി നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു, അത് ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ കണക്കാക്കുന്നു:
ഇവിടെ \(\:\rho\:\) എന്നത് g/cm3 ലെ പദാർത്ഥത്തിന്റെ സാന്ദ്രതയാണ്, \(\:{N}_{A}\) എന്നത് അവോഗാഡ്രോ സ്ഥിരാങ്കമാണ്, \(\:{w}_{i}\) എന്നത് പിണ്ഡ ഭിന്നസംഖ്യയാണ്, \(\:{Z}_{i}\) എന്നത് ആറ്റോമിക സംഖ്യയാണ്, \(\:{A}_{i}\) എന്നത് i-th മൂലകത്തിന്റെ ആറ്റോമിക ഭാരമാണ്.
ആറ്റോമിക സംഖ്യ വസ്തുവിനുള്ളിലെ വികിരണ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ സ്വഭാവവുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. നിരവധി മൂലകങ്ങൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, തുണിത്തരങ്ങൾ) അടങ്ങിയ സംയുക്തങ്ങൾക്കും മിശ്രിതങ്ങൾക്കും, ഫലപ്രദമായ ആറ്റോമിക സംഖ്യ \(\:{Z}_{eff}\) കണക്കാക്കണം. മൂർത്തി തുടങ്ങിയവർ നിർദ്ദേശിച്ച ഫോർമുല 20:
ശരാശരി ഉത്തേജന ഊർജ്ജം \(\:I\) ലക്ഷ്യ വസ്തു തുളച്ചുകയറുന്ന കണങ്ങളുടെ ഗതികോർജ്ജത്തെ എത്ര എളുപ്പത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നുവെന്ന് വിവരിക്കുന്നു. ഇത് ലക്ഷ്യ പദാർത്ഥത്തിന്റെ ഗുണങ്ങളെ മാത്രമേ വിവരിക്കുന്നുള്ളൂ, കണങ്ങളുടെ ഗുണങ്ങളുമായി ഇതിന് യാതൊരു ബന്ധവുമില്ല. \(\:I\) ബ്രാഗിന്റെ അഡിറ്റിവിറ്റി നിയമം പ്രയോഗിച്ചുകൊണ്ട് കണക്കാക്കാം:
മാസ് അറ്റൻവേഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് \(\:\mu\:/\rho\:\) ലക്ഷ്യ വസ്തുവിലെ ഫോട്ടോണുകളുടെ നുഴഞ്ഞുകയറ്റത്തെയും ഊർജ്ജ പ്രകാശനത്തെയും വിവരിക്കുന്നു. ഇനിപ്പറയുന്ന ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് ഇത് കണക്കാക്കാം:
ഇവിടെ \(\:x\) എന്നത് വസ്തുവിന്റെ കനം ആണ്, \(\:{I}_{0}\) എന്നത് സംഭവപ്രകാശ തീവ്രതയാണ്, \(\:I\) എന്നത് വസ്തുവിലേക്ക് തുളച്ചുകയറിയതിന് ശേഷമുള്ള ഫോട്ടോൺ തീവ്രതയാണ്. \(\:\mu\:/\rho\:\) ഡാറ്റ NIST 12621 സ്റ്റാൻഡേർഡ്സ് റഫറൻസ് ഡാറ്റാബേസിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് ലഭിക്കും. മിശ്രിതങ്ങൾക്കും സംയുക്തങ്ങൾക്കുമുള്ള \(\:\mu\:/\rho\:\) മൂല്യങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ അഡിറ്റിവിറ്റി നിയമം ഉപയോഗിച്ച് ഉരുത്തിരിഞ്ഞുവരാം:
കമ്പ്യൂട്ട് ചെയ്ത ടോമോഗ്രഫി (സിടി) ഡാറ്റയുടെ വ്യാഖ്യാനത്തിൽ റേഡിയോ സാന്ദ്രത അളക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഡൈമൻഷണലസ് യൂണിറ്റാണ് HU, ഇത് അളന്ന അറ്റൻവേഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റിൽ നിന്ന് രേഖീയമായി രൂപാന്തരപ്പെടുന്നു \(\:\mu\:\). ഇത് ഇങ്ങനെ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു:
ഇവിടെ \(\:{\mu\:}_{water}\) എന്നത് ജലത്തിന്റെ attenuation ഗുണകവും, \(\:{\mu\:}_{air}\) എന്നത് വായുവിന്റെ attenuation ഗുണകവുമാണ്. അതിനാൽ, ഫോർമുല (6) ൽ നിന്ന് ജലത്തിന്റെ HU മൂല്യം 0 ആണെന്നും വായുവിന്റെ HU മൂല്യം -1000 ആണെന്നും നമുക്ക് കാണാൻ കഴിയും. മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തിനുള്ള HU മൂല്യം -600 മുതൽ -70022 വരെയാണ്.
നിരവധി ടിഷ്യു തുല്യമായ വസ്തുക്കൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ഗ്രിഫിത്ത് തുടങ്ങിയവർ 23, പോളിയുറീഥെയ്ൻ (PU) കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച മനുഷ്യ ശരീരത്തിന്റെ ഒരു ടിഷ്യു തുല്യമായ മാതൃക വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, അതിൽ മനുഷ്യന്റെ ശ്വാസകോശം ഉൾപ്പെടെയുള്ള വിവിധ മനുഷ്യ അവയവങ്ങളുടെ രേഖീയ അറ്റൻവേഷൻ ഗുണകങ്ങളെ അനുകരിക്കാൻ വിവിധ സാന്ദ്രതയിലുള്ള കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് (CaCO3) ചേർത്തു, ആ മാതൃകയ്ക്ക് ഗ്രിഫിത്ത് എന്ന് പേരിട്ടു. ലോറൻസ് ലിവർമോർ നാഷണൽ ലബോറട്ടറി (LLNL) വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത രണ്ടാമത്തെ ശ്വാസകോശ ടിഷ്യു തുല്യമായ മാതൃക ടെയ്‌ലർ 24 അവതരിപ്പിച്ചു, അതിന്റെ പേര് LLLL1. 5.25% CaCO3 അടങ്ങിയ ഫോമെക്സ് XRS-272 ഉപയോഗിച്ച് ട്രോബ് തുടങ്ങിയവർ 25 ഒരു പുതിയ ശ്വാസകോശ ടിഷ്യു പകരക്കാരനെ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, അതിനെ ALT2 എന്ന് നാമകരണം ചെയ്തു. \(\:\rho\:\), \(\:{\rho\:}_{e}\), \(\:{Z}_{eff}\), \(\:I\) എന്നിവയുടെ താരതമ്യം പട്ടിക 1 ഉം 2 ഉം കാണിക്കുന്നു, മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തിനായുള്ള മാസ് അറ്റൻവേഷൻ ഗുണകങ്ങളും (ICRU-44) മുകളിലുള്ള ടിഷ്യു തുല്യ മോഡലുകളും.
മികച്ച റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ നേടിയിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, മിക്കവാറും എല്ലാ ഫാന്റം വസ്തുക്കളും പോളിസ്റ്റൈറൈൻ നുര കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, അതായത് ഈ വസ്തുക്കളുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾക്ക് മനുഷ്യന്റെ ശ്വാസകോശത്തിന്റേതിന് അടുത്തെത്താൻ കഴിയില്ല. പോളിയുറീൻ നുരയുടെ യങ്ങിന്റെ മോഡുലസ് (YM) ഏകദേശം 500 kPa ആണ്, ഇത് സാധാരണ മനുഷ്യ ശ്വാസകോശങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് (ഏകദേശം 5-10 kPa) വളരെ മികച്ചതാണ്. അതിനാൽ, യഥാർത്ഥ മനുഷ്യ ശ്വാസകോശങ്ങളുടെ മെക്കാനിക്കൽ, റേഡിയോളജിക്കൽ സവിശേഷതകൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയുന്ന ഒരു പുതിയ മെറ്റീരിയൽ വികസിപ്പിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.
ടിഷ്യു എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ ഹൈഡ്രോജലുകൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇതിന്റെ ഘടനയും ഗുണങ്ങളും എക്സ്ട്രാ സെല്ലുലാർ മാട്രിക്സിന് (ECM) സമാനമാണ്, എളുപ്പത്തിൽ ക്രമീകരിക്കാവുന്നതുമാണ്. ഈ പഠനത്തിൽ, നുരകൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള ജൈവവസ്തുവായി ശുദ്ധമായ സോഡിയം ആൽജിനേറ്റ് തിരഞ്ഞെടുത്തു. ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജലുകൾ ജൈവ പൊരുത്തപ്പെടുത്താവുന്നവയാണ്, അവയുടെ ക്രമീകരിക്കാവുന്ന മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ കാരണം ടിഷ്യു എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. സോഡിയം ആൽജിനേറ്റിന്റെ (C6H7NaO6)n മൂലക ഘടനയും Ca2+ ന്റെ സാന്നിധ്യവും അതിന്റെ റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ ആവശ്യാനുസരണം ക്രമീകരിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു. ക്രമീകരിക്കാവുന്ന മെക്കാനിക്കൽ, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെ ഈ സംയോജനം ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജലുകളെ നമ്മുടെ പഠനത്തിന് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു. തീർച്ചയായും, ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജലുകൾക്കും പരിമിതികളുണ്ട്, പ്രത്യേകിച്ച് സിമുലേറ്റഡ് ശ്വസന ചക്രങ്ങളിലെ ദീർഘകാല സ്ഥിരതയുടെ കാര്യത്തിൽ. അതിനാൽ, ഈ പരിമിതികൾ പരിഹരിക്കുന്നതിന് കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ ആവശ്യമാണ്, ഭാവിയിലെ പഠനങ്ങളിൽ ഈ പരിമിതികൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
ഈ പഠനത്തിൽ, നിയന്ത്രിക്കാവുന്ന rho മൂല്യങ്ങൾ, ഇലാസ്തികത, മനുഷ്യ ശ്വാസകോശ കലകളുടേതിന് സമാനമായ റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയുള്ള ഒരു ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജൽ ഫോം മെറ്റീരിയൽ ഞങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ട്യൂണബിൾ ഇലാസ്റ്റിക്, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുള്ള ടിഷ്യു പോലുള്ള ഫാന്റമുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പൊതു പരിഹാരം ഈ പഠനം നൽകും. ഏതൊരു മനുഷ്യ കലകൾക്കും അവയവങ്ങൾക്കും അനുയോജ്യമായ രീതിയിൽ മെറ്റീരിയൽ ഗുണങ്ങൾ എളുപ്പത്തിൽ ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയും.
മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തിന്റെ HU ശ്രേണി (-600 മുതൽ -700 വരെ) അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ഹൈഡ്രോജൽ നുരയുടെ ലക്ഷ്യ വായു-വ്യാപ്ത അനുപാതം കണക്കാക്കിയത്. നുര വായുവിന്റെയും സിന്തറ്റിക് ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജലിന്റെയും ലളിതമായ മിശ്രിതമാണെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെട്ടു. വ്യക്തിഗത മൂലകങ്ങളുടെ ലളിതമായ കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ നിയമം \(\:\mu\:/\rho\:\) ഉപയോഗിച്ച്, വായുവിന്റെ വ്യാപ്ത അംശവും സംശ്ലേഷണം ചെയ്ത ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജലിന്റെ വ്യാപ്ത അനുപാതവും കണക്കാക്കാൻ കഴിഞ്ഞു.
ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജൽ നുരകൾ സോഡിയം ആൽജിനേറ്റ് (പാർട്ട് നമ്പർ W201502), CaCO3 (പാർട്ട് നമ്പർ 795445, MW: 100.09), സിഗ്മ-ആൽഡ്രിച്ച് കമ്പനിയിൽ നിന്ന് വാങ്ങിയ GDL (പാർട്ട് നമ്പർ G4750, MW: 178.14) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചാണ് തയ്യാറാക്കിയത്. MO യിലെ സെന്റ് ലൂയിസിലെ സിഗ്മ-ആൽഡ്രിച്ച് കമ്പനിയിൽ നിന്ന് 70% സോഡിയം ലോറിൽ ഈതർ സൾഫേറ്റ് (SLES 70) റെനൗൺഡ് ട്രേഡിംഗ് എൽ‌എൽ‌സിയിൽ നിന്ന് വാങ്ങി. ഫോം തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ ഡീയോണൈസ് ചെയ്ത വെള്ളം ഉപയോഗിച്ചു. ഒരു ഏകീകൃത മഞ്ഞ അർദ്ധസുതാര്യ ലായനി ലഭിക്കുന്നതുവരെ സോഡിയം ആൽജിനേറ്റ് മുറിയിലെ താപനിലയിൽ ഡീയോണൈസ് ചെയ്ത വെള്ളത്തിൽ നിരന്തരം ഇളക്കി (600 rpm) ലയിപ്പിച്ചു. ജെലേഷൻ ആരംഭിക്കുന്നതിന് GDL യുമായി സംയോജിപ്പിച്ച CaCO3 ഒരു Ca2+ സ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിച്ചു. ഹൈഡ്രോജലിനുള്ളിൽ ഒരു പോറസ് ഘടന രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് SLES 70 ഒരു സർഫാക്റ്റന്റായി ഉപയോഗിച്ചു. ആൽജിനേറ്റ് സാന്ദ്രത 5% ആയി നിലനിർത്തുകയും Ca2+:-COOH മോളാർ അനുപാതം 0.18 ആയി നിലനിർത്തുകയും ചെയ്തു. ഫോം തയ്യാറാക്കുന്ന സമയത്ത്, നിഷ്പക്ഷ pH നിലനിർത്തുന്നതിനായി CaCO3:GDL മോളാർ അനുപാതം 0.5 ആയി നിലനിർത്തി. മൂല്യം 26 ആണ്. എല്ലാ സാമ്പിളുകളിലും SLES 70 ന്റെ 2% വോളിയം ചേർത്തു. ലായനിയുടെയും വായുവിന്റെയും മിക്സിംഗ് അനുപാതം നിയന്ത്രിക്കാൻ ഒരു ലിഡ് ഉള്ള ഒരു ബീക്കർ ഉപയോഗിച്ചു. ബീക്കറിന്റെ ആകെ വോളിയം 140 മില്ലി ആയിരുന്നു. സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടൽ ഫലങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, മിശ്രിതത്തിന്റെ വ്യത്യസ്ത വോള്യങ്ങൾ (50 മില്ലി, 100 മില്ലി, 110 മില്ലി) വായുവുമായി കലർത്താൻ ബീക്കറിൽ ചേർത്തു. മിശ്രിതത്തിന്റെ 50 മില്ലി അടങ്ങിയ സാമ്പിൾ ആവശ്യത്തിന് വായുവുമായി കലർത്താൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരുന്നു, അതേസമയം മറ്റ് രണ്ട് സാമ്പിളുകളിലെ വായുവിന്റെ വോള്യ അനുപാതം നിയന്ത്രിച്ചു. ആദ്യം, SLES 70 ആൽജിനേറ്റ് ലായനിയിൽ ചേർത്ത് ഒരു ഇലക്ട്രിക് സ്റ്റിറർ ഉപയോഗിച്ച് പൂർണ്ണമായും കലർത്തുന്നതുവരെ ഇളക്കി. തുടർന്ന്, മിശ്രിതത്തിലേക്ക് CaCO3 സസ്പെൻഷൻ ചേർത്ത് മിശ്രിതം പൂർണ്ണമായും കലർത്തുന്നതുവരെ തുടർച്ചയായി ഇളക്കി, അതിന്റെ നിറം വെള്ളയായി മാറി. ഒടുവിൽ, ജെലേഷൻ ആരംഭിക്കുന്നതിനായി മിശ്രിതത്തിലേക്ക് GDL ലായനി ചേർത്തു, പ്രക്രിയയിലുടനീളം മെക്കാനിക്കൽ ഇളക്കി നിലനിർത്തി. 50 മില്ലി മിശ്രിതം അടങ്ങിയ സാമ്പിളിൽ, മിശ്രിതത്തിന്റെ വ്യാപ്തം മാറുന്നത് നിർത്തിയപ്പോൾ മെക്കാനിക്കൽ ഇളക്കൽ നിർത്തി. 100 മില്ലി, 110 മില്ലി മിശ്രിതം അടങ്ങിയ സാമ്പിളുകളിൽ, മിശ്രിതം ബീക്കറിൽ നിറയ്ക്കുമ്പോൾ മെക്കാനിക്കൽ ഇളക്കൽ നിർത്തി. 50 മില്ലി മുതൽ 100 ​​മില്ലി വരെ വോളിയമുള്ള ഹൈഡ്രോജൽ നുരകൾ തയ്യാറാക്കാനും ഞങ്ങൾ ശ്രമിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, പൂർണ്ണമായ വായു മിശ്രിതത്തിന്റെ അവസ്ഥയ്ക്കും വായുവിന്റെ വ്യാപ്ത നിയന്ത്രണത്തിന്റെ അവസ്ഥയ്ക്കും ഇടയിൽ ചാഞ്ചാടുന്നതിനാൽ നുരയുടെ ഘടനാപരമായ അസ്ഥിരത നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു, ഇത് പൊരുത്തമില്ലാത്ത വോളിയം നിയന്ത്രണത്തിലേക്ക് നയിച്ചു. ഈ അസ്ഥിരത കണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ അനിശ്ചിതത്വം കൊണ്ടുവന്നു, അതിനാൽ ഈ വോളിയം ശ്രേണി ഈ പഠനത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല.
ഒരു ഹൈഡ്രോജൽ നുരയുടെ സാന്ദ്രത \(\:\rho\:\) കണക്കാക്കുന്നത് ഒരു ഹൈഡ്രോജൽ നുരയുടെ സാമ്പിളിന്റെ പിണ്ഡവും \(\:m\) വ്യാപ്തവും \(\:V\) അളക്കുന്നതിലൂടെയാണ്.
സീസ് ആക്സിയോ ഒബ്സർവർ എ1 ക്യാമറ ഉപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പിക് ചിത്രങ്ങൾ ലഭിച്ചു. ലഭിച്ച ചിത്രങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഒരു പ്രത്യേക പ്രദേശത്തെ സാമ്പിളിലെ സുഷിരങ്ങളുടെ എണ്ണവും വലുപ്പ വിതരണവും കണക്കാക്കാൻ ഇമേജ്ജെ സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഉപയോഗിച്ചു. സുഷിരത്തിന്റെ ആകൃതി വൃത്താകൃതിയിലാണെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു.
ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്നതിനായി, ഒരു TESTRESOURCES 100 സീരീസ് മെഷീൻ ഉപയോഗിച്ച് ഏകാക്ഷീയ കംപ്രഷൻ പരിശോധനകൾ നടത്തി. സാമ്പിളുകൾ ദീർഘചതുരാകൃതിയിലുള്ള ബ്ലോക്കുകളായി മുറിച്ച്, സമ്മർദ്ദങ്ങളും സമ്മർദ്ദങ്ങളും കണക്കാക്കാൻ ബ്ലോക്ക് അളവുകൾ അളന്നു. ക്രോസ്ഹെഡ് വേഗത 10 mm/min ആയി സജ്ജീകരിച്ചു. ഓരോ സാമ്പിളിനും മൂന്ന് സാമ്പിളുകൾ പരിശോധിച്ചു, ഫലങ്ങളിൽ നിന്ന് ശരാശരിയും സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഡീവിയേഷനും കണക്കാക്കി. ശ്വസന ചക്രത്തിന്റെ ഒരു പ്രത്യേക ഘട്ടത്തിൽ ശ്വാസകോശ കലകൾ കംപ്രസ്സീവ് ശക്തികൾക്ക് വിധേയമാകുന്നതിനാൽ, ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ കംപ്രസ്സീവ് മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളിലാണ് ഈ പഠനം ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചത്. എക്സ്റ്റൻസിബിലിറ്റി തീർച്ചയായും നിർണായകമാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് ശ്വാസകോശ കലകളുടെ പൂർണ്ണ ചലനാത്മക സ്വഭാവം പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഭാവിയിലെ പഠനങ്ങളിൽ ഇത് അന്വേഷിക്കും.
തയ്യാറാക്കിയ ഹൈഡ്രോജൽ ഫോം സാമ്പിളുകൾ സീമെൻസ് സോമാറ്റോം ഡ്രൈവ് ഡ്യുവൽ-ചാനൽ സിടി സ്കാനറിൽ സ്കാൻ ചെയ്തു. സ്കാനിംഗ് പാരാമീറ്ററുകൾ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ സജ്ജീകരിച്ചു: 40 mAs, 120 kVp, 1 mm സ്ലൈസ് കനം. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന DICOM ഫയലുകൾ ഓരോ സാമ്പിളിന്റെയും 5 ക്രോസ്-സെക്ഷനുകളുടെ HU മൂല്യങ്ങൾ വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനായി മൈക്രോഡികോം DICOM വ്യൂവർ സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഉപയോഗിച്ച് വിശകലനം ചെയ്തു. CT വഴി ലഭിച്ച HU മൂല്യങ്ങളെ സാമ്പിളുകളുടെ സാന്ദ്രത ഡാറ്റയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടലുകളുമായി താരതമ്യം ചെയ്തു.
വ്യക്തിഗത അവയവ മാതൃകകളുടെയും കൃത്രിമ ജൈവ കലകളുടെയും നിർമ്മാണത്തിൽ സോഫ്റ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾ എഞ്ചിനീയറിംഗ് ചെയ്ത് വിപ്ലവം സൃഷ്ടിക്കുക എന്നതാണ് ഈ പഠനത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം. മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തിന്റെ പ്രവർത്തന മെക്കാനിക്സുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന മെക്കാനിക്കൽ, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുള്ള വസ്തുക്കൾ വികസിപ്പിക്കുന്നത് മെഡിക്കൽ പരിശീലനം മെച്ചപ്പെടുത്തൽ, ശസ്ത്രക്രിയാ ആസൂത്രണം, റേഡിയേഷൻ തെറാപ്പി ആസൂത്രണം തുടങ്ങിയ ലക്ഷ്യബോധമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് പ്രധാനമാണ്. ചിത്രം 1A-യിൽ, മനുഷ്യ ശ്വാസകോശ മാതൃകകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന മൃദുവായ വസ്തുക്കളുടെ മെക്കാനിക്കൽ, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം ഞങ്ങൾ പ്ലോട്ട് ചെയ്തു. ഇന്നുവരെ, ആവശ്യമുള്ള റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന വസ്തുക്കൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ അവയുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ ആവശ്യമുള്ള ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നില്ല. രൂപഭേദം വരുത്താവുന്ന മനുഷ്യ ശ്വാസകോശ മാതൃകകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് പോളിയുറീൻ നുരയും റബ്ബറുമാണ് ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന വസ്തുക്കൾ. പോളിയുറീൻ നുരയുടെ (യങ്ങിന്റെ മോഡുലസ്, YM) മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ സാധാരണയായി സാധാരണ മനുഷ്യ ശ്വാസകോശ കലകളേക്കാൾ 10 മുതൽ 100 ​​മടങ്ങ് വരെ കൂടുതലാണ്. ആവശ്യമുള്ള മെക്കാനിക്കൽ, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന വസ്തുക്കൾ ഇതുവരെ അറിവായിട്ടില്ല.
(എ) വിവിധ മൃദുവായ വസ്തുക്കളുടെ ഗുണങ്ങളുടെ സ്കീമാറ്റിക് പ്രാതിനിധ്യവും സാന്ദ്രത, യങ്ങിന്റെ മോഡുലസ്, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ (HU-യിൽ) എന്നിവയിൽ മനുഷ്യന്റെ ശ്വാസകോശവുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുക. (ബി) 5% സാന്ദ്രതയും 0.18 Ca2+:-COOH മോളാർ അനുപാതവുമുള്ള \(\:\mu\:/\rho\:\) ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജലിന്റെ എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേൺ. (സി) ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളിലെ വായു വ്യാപ്ത അനുപാതങ്ങളുടെ പരിധി. (ഡി) വ്യത്യസ്ത വായു വ്യാപ്ത അനുപാതങ്ങളുള്ള ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ സ്കീമാറ്റിക് പ്രാതിനിധ്യം.
5% സാന്ദ്രതയും 0.18 എന്ന Ca2+:-COOH മോളാർ അനുപാതവുമുള്ള ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജലുകളുടെ മൂലക ഘടന കണക്കാക്കി, ഫലങ്ങൾ പട്ടിക 3 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. മുമ്പത്തെ ഫോർമുല (5) ലെ സങ്കലന നിയമം അനുസരിച്ച്, ചിത്രം 1B-യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജലിന്റെ \(\:\:\mu\:/\rho\:\) മാസ് അറ്റൻവേഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് ലഭിക്കും.
വായുവിനും വെള്ളത്തിനുമുള്ള \(\:\mu\:/\rho\:\) മൂല്യങ്ങൾ NIST 12612 സ്റ്റാൻഡേർഡ് റഫറൻസ് ഡാറ്റാബേസിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് ലഭിച്ചതാണ്. അങ്ങനെ, മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തിന് -600 നും -700 നും ഇടയിൽ HU തുല്യ മൂല്യങ്ങളുള്ള ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളിലെ കണക്കാക്കിയ വായുവിന്റെ അളവിന്റെ അനുപാതങ്ങൾ ചിത്രം 1C കാണിക്കുന്നു. സൈദ്ധാന്തികമായി കണക്കാക്കിയ വായുവിന്റെ അളവിന്റെ അനുപാതം 1 × 10−3 മുതൽ 2 × 101 MeV വരെയുള്ള ഊർജ്ജ ശ്രേണിയിൽ 60–70% ഉള്ളിൽ സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്, ഇത് താഴ്ന്ന നിലയിലുള്ള നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളിൽ ഹൈഡ്രോജൽ നുരയുടെ പ്രയോഗത്തിന് നല്ല സാധ്യതയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
ചിത്രം 1D തയ്യാറാക്കിയ ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജൽ നുരയുടെ സാമ്പിൾ കാണിക്കുന്നു. എല്ലാ സാമ്പിളുകളും 12.7 മില്ലീമീറ്റർ അരികുകളുള്ള ക്യൂബുകളായി മുറിച്ചു. ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് ഒരു ഏകതാനവും ത്രിമാന സ്ഥിരതയുള്ളതുമായ ഹൈഡ്രോജൽ നുര രൂപപ്പെട്ടതായി. വായുവിന്റെ അളവിന്റെ അനുപാതം പരിഗണിക്കാതെ തന്നെ, ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ രൂപത്തിൽ കാര്യമായ വ്യത്യാസങ്ങളൊന്നും നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടില്ല. ഹൈഡ്രോജൽ നുരയുടെ സ്വയം-സുസ്ഥിര സ്വഭാവം സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ഹൈഡ്രോജലിനുള്ളിൽ രൂപം കൊള്ളുന്ന ശൃംഖല നുരയുടെ ഭാരം താങ്ങാൻ പര്യാപ്തമാണെന്ന്. നുരയിൽ നിന്നുള്ള ചെറിയ അളവിലുള്ള ജല ചോർച്ചയ്ക്ക് പുറമേ, നുര നിരവധി ആഴ്ചത്തേക്ക് താൽക്കാലിക സ്ഥിരതയും പ്രകടമാക്കി.
ഫോം സാമ്പിളിന്റെ പിണ്ഡവും വ്യാപ്തവും അളക്കുന്നതിലൂടെ, തയ്യാറാക്കിയ ഹൈഡ്രോജൽ നുരയുടെ സാന്ദ്രത \(\:\rho\:\) കണക്കാക്കി, ഫലങ്ങൾ പട്ടിക 4 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ഫലങ്ങൾ \(\:\rho\:\) വായുവിന്റെ വ്യാപ്ത അനുപാതത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് കാണിക്കുന്നു. ആവശ്യത്തിന് വായു സാമ്പിളിന്റെ 50 മില്ലിയിൽ കലർത്തുമ്പോൾ, സാന്ദ്രത ഏറ്റവും താഴ്ന്നതായിത്തീരുകയും 0.482 g/cm3 ആകുകയും ചെയ്യുന്നു. മിശ്രിത വായുവിന്റെ അളവ് കുറയുമ്പോൾ, സാന്ദ്രത 0.685 g/cm3 ആയി വർദ്ധിക്കുന്നു. 50 ml, 100 ml, 110 ml എന്നീ ഗ്രൂപ്പുകൾക്കിടയിലുള്ള പരമാവധി p മൂല്യം 0.004 < 0.05 ആയിരുന്നു, ഇത് ഫലങ്ങളുടെ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്ക് പ്രാധാന്യത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
നിയന്ത്രിത വായു വ്യാപ്ത അനുപാതം ഉപയോഗിച്ചാണ് സൈദ്ധാന്തിക \(\:\rho\:\) മൂല്യവും കണക്കാക്കുന്നത്. അളന്ന ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് \(\:\rho\:\) സൈദ്ധാന്തിക മൂല്യത്തേക്കാൾ 0.1 g/cm³ കുറവാണെന്നാണ്. ജെലേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ ഹൈഡ്രോജലിൽ ഉണ്ടാകുന്ന ആന്തരിക സമ്മർദ്ദം വഴി ഈ വ്യത്യാസം വിശദീകരിക്കാം, ഇത് വീക്കം ഉണ്ടാക്കുകയും അതുവഴി \(\:\rho\:\) കുറയുന്നതിന് കാരണമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. ചിത്രം 2 (A, B, C) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന CT ചിത്രങ്ങളിൽ ഹൈഡ്രോജൽ നുരയ്ക്കുള്ളിലെ ചില വിടവുകൾ നിരീക്ഷിച്ചതിലൂടെ ഇത് കൂടുതൽ സ്ഥിരീകരിച്ചു.
വ്യത്യസ്ത വായു വ്യാപ്ത ഉള്ളടക്കങ്ങളുള്ള ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പി ചിത്രങ്ങൾ (A) 50, (B) 100, (C) 110. ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജൽ നുര സാമ്പിളുകളിലെ സെൽ നമ്പറുകളും സുഷിര വലുപ്പ വിതരണവും (D) 50, (E) 100, (F) 110.
ചിത്രം 3 (എ, ബി, സി) വ്യത്യസ്ത വായു വ്യാപ്ത അനുപാതങ്ങളുള്ള ഹൈഡ്രോജൽ ഫോം സാമ്പിളുകളുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ചിത്രങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. വ്യത്യസ്ത വ്യാസങ്ങളുള്ള സുഷിരങ്ങളുടെ ചിത്രങ്ങൾ വ്യക്തമായി കാണിക്കുന്ന ഹൈഡ്രോജൽ ഫോമിന്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടന ഫലങ്ങൾ പ്രകടമാക്കുന്നു. ഇമേജ്ജെ ഉപയോഗിച്ച് സുഷിര സംഖ്യയുടെയും വ്യാസത്തിന്റെയും വിതരണം കണക്കാക്കി. ഓരോ സാമ്പിളിനും ആറ് ചിത്രങ്ങൾ എടുത്തു, ഓരോ ചിത്രത്തിനും 1125.27 μm × 843.96 μm വലുപ്പമുണ്ടായിരുന്നു, ഓരോ സാമ്പിളിന്റെയും ആകെ വിശകലനം ചെയ്ത വിസ്തീർണ്ണം 5.7 mm² ആയിരുന്നു.
(എ) വ്യത്യസ്ത വായു വ്യാപ്ത അനുപാതങ്ങളുള്ള ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ കംപ്രസ്സീവ് സ്ട്രെസ്-സ്ട്രെയിൻ സ്വഭാവം. (ബി) എക്സ്പോണൻഷ്യൽ ഫിറ്റിംഗ്. (സി) വ്യത്യസ്ത വായു വ്യാപ്ത അനുപാതങ്ങളുള്ള ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ കംപ്രഷൻ E0. (ഡി) വ്യത്യസ്ത വായു വ്യാപ്ത അനുപാതങ്ങളുള്ള ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ ആത്യന്തിക കംപ്രസ്സീവ് സ്ട്രെസും സ്ട്രെയിനും.
ചിത്രം 3 (D, E, F) കാണിക്കുന്നത് പോർ സൈസ് ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ താരതമ്യേന ഏകീകൃതമാണ്, പതിനായിരക്കണക്കിന് മൈക്രോമീറ്റർ മുതൽ ഏകദേശം 500 മൈക്രോമീറ്റർ വരെ. പോർ സൈസ് അടിസ്ഥാനപരമായി ഏകീകൃതമാണ്, വായുവിന്റെ അളവ് കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് ഇത് ചെറുതായി കുറയുന്നു. ടെസ്റ്റ് ഡാറ്റ അനുസരിച്ച്, 50 മില്ലി സാമ്പിളിന്റെ ശരാശരി പോർ സൈസ് 192.16 μm ആണ്, മീഡിയൻ 184.51 μm ആണ്, യൂണിറ്റ് ഏരിയയിലെ പോറുകളുടെ എണ്ണം 103 ആണ്; 100 മില്ലി സാമ്പിളിന്റെ ശരാശരി പോർ സൈസ് 156.62 μm ആണ്, മീഡിയൻ 151.07 μm ആണ്, യൂണിറ്റ് ഏരിയയിലെ പോറുകളുടെ എണ്ണം 109 ആണ്; 110 മില്ലി സാമ്പിളിന്റെ അനുബന്ധ മൂല്യങ്ങൾ യഥാക്രമം 163.07 μm, 150.29 μm, 115 എന്നിവയാണ്. ശരാശരി പോർ വലുപ്പത്തിന്റെ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകളിൽ വലിയ സുഷിരങ്ങൾക്ക് കൂടുതൽ സ്വാധീനമുണ്ടെന്ന് ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ മീഡിയൻ പോർ വലുപ്പത്തിന് പോർ വലുപ്പത്തിന്റെ മാറ്റ പ്രവണതയെ നന്നായി പ്രതിഫലിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. സാമ്പിൾ വോളിയം 50 മില്ലിയിൽ നിന്ന് 110 മില്ലി ആയി വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, പോറുകളുടെ എണ്ണവും വർദ്ധിക്കുന്നു. മീഡിയൻ പോർ വ്യാസത്തിന്റെയും പോർ നമ്പറിന്റെയും സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകൾ സംയോജിപ്പിച്ച്, വോളിയം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, സാമ്പിളിനുള്ളിൽ ചെറിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള കൂടുതൽ സുഷിരങ്ങൾ രൂപം കൊള്ളുന്നുവെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം.
മെക്കാനിക്കൽ ടെസ്റ്റ് ഡാറ്റ ചിത്രങ്ങൾ 4A, 4D എന്നിവയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. വ്യത്യസ്ത വായു വ്യാപ്ത അനുപാതങ്ങളുള്ള തയ്യാറാക്കിയ ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ കംപ്രസ്സീവ് സ്ട്രെസ്-സ്ട്രെയിൻ സ്വഭാവം ചിത്രം 4A കാണിക്കുന്നു. എല്ലാ സാമ്പിളുകളിലും സമാനമായ നോൺ-ലീനിയർ സ്ട്രെസ്-സ്ട്രെയിൻ സ്വഭാവം ഉണ്ടെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. ഓരോ സാമ്പിളിലും, വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന സ്ട്രെയിൻ അനുസരിച്ച് സ്ട്രെസ് വേഗത്തിൽ വർദ്ധിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രോജൽ നുരയുടെ കംപ്രസ്സീവ് സ്ട്രെസ്-സ്ട്രെയിൻ സ്വഭാവത്തിൽ ഒരു എക്സ്പോണൻഷ്യൽ കർവ് ഘടിപ്പിച്ചു. ഹൈഡ്രോജൽ നുരയ്ക്ക് ഒരു ഏകദേശ മാതൃകയായി എക്സ്പോണൻഷ്യൽ ഫംഗ്ഷൻ പ്രയോഗിച്ചതിന് ശേഷമുള്ള ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 4B കാണിക്കുന്നു.
വ്യത്യസ്ത വായു വ്യാപ്ത അനുപാതങ്ങളുള്ള ഹൈഡ്രോജൽ നുരകൾക്ക്, അവയുടെ കംപ്രസ്സീവ് മോഡുലസും (E0) പഠിച്ചു. ഹൈഡ്രോജലുകളുടെ വിശകലനത്തിന് സമാനമായി, കംപ്രസ്സീവ് യങ്ങിന്റെ മോഡുലസ് 20% പ്രാരംഭ സ്ട്രെയിൻ പരിധിയിൽ പരിശോധിച്ചു. കംപ്രഷൻ പരിശോധനകളുടെ ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 4C-യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ചിത്രം 4C-യിലെ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് വായു വ്യാപ്ത അനുപാതം സാമ്പിൾ 50-ൽ നിന്ന് സാമ്പിൾ 110-ലേക്ക് കുറയുമ്പോൾ, ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജൽ നുരയുടെ കംപ്രസ്സീവ് യങ്ങിന്റെ മോഡുലസ് E0 10.86 kPa-ൽ നിന്ന് 18 kPa ആയി വർദ്ധിക്കുന്നു എന്നാണ്.
അതുപോലെ, ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ പൂർണ്ണമായ സ്ട്രെസ്-സ്ട്രെയിൻ കർവുകളും, അൾട്ടിമേറ്റ് കംപ്രസ്സീവ് സ്ട്രെസ്, സ്ട്രെയിൻ മൂല്യങ്ങളും ലഭിച്ചു. ചിത്രം 4D ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ അൾട്ടിമേറ്റ് കംപ്രസ്സീവ് സ്ട്രെസും സ്ട്രെയിനും കാണിക്കുന്നു. ഓരോ ഡാറ്റാ പോയിന്റും മൂന്ന് പരിശോധനാ ഫലങ്ങളുടെ ശരാശരിയാണ്. വാതക ഉള്ളടക്കം കുറയുമ്പോൾ അൾട്ടിമേറ്റ് കംപ്രസ്സീവ് സ്ട്രെസ് 9.84 kPa ൽ നിന്ന് 17.58 kPa ആയി വർദ്ധിക്കുന്നുവെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. അൾട്ടിമേറ്റ് സ്ട്രെയിൻ ഏകദേശം 38% ൽ സ്ഥിരതയുള്ളതായി തുടരുന്നു.
ചിത്രം 2 (എ, ബി, സി) യഥാക്രമം 50, 100, 110 എന്നീ സാമ്പിളുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന വ്യത്യസ്ത വായു വ്യാപ്ത അനുപാതങ്ങളുള്ള ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ CT ചിത്രങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. രൂപപ്പെട്ട ഹൈഡ്രോജൽ നുര ഏതാണ്ട് ഏകതാനമാണെന്ന് ചിത്രങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. 100, 110 സാമ്പിളുകളിൽ ചെറിയ എണ്ണം വിടവുകൾ നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു. ഈ വിടവുകളുടെ രൂപീകരണം ജെലേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ ഹൈഡ്രോജലിൽ ഉണ്ടാകുന്ന ആന്തരിക സമ്മർദ്ദം മൂലമാകാം. ഓരോ സാമ്പിളിന്റെയും 5 ക്രോസ് സെക്ഷനുകൾക്കായി ഞങ്ങൾ HU മൂല്യങ്ങൾ കണക്കാക്കുകയും അനുബന്ധ സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടൽ ഫലങ്ങൾക്കൊപ്പം പട്ടിക 5 ൽ പട്ടികപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തു.
വ്യത്യസ്ത വായു വ്യാപ്ത അനുപാതങ്ങളുള്ള സാമ്പിളുകൾക്ക് വ്യത്യസ്ത HU മൂല്യങ്ങൾ ലഭിച്ചതായി പട്ടിക 5 കാണിക്കുന്നു. 50 ml, 100 ml, 110 ml ഗ്രൂപ്പുകൾക്കിടയിലുള്ള പരമാവധി p മൂല്യം 0.004 < 0.05 ആയിരുന്നു, ഇത് ഫലങ്ങളുടെ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്ക് പ്രാധാന്യത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. പരിശോധിച്ച മൂന്ന് സാമ്പിളുകളിൽ, 50 ml മിശ്രിതമുള്ള സാമ്പിളിന് മനുഷ്യന്റെ ശ്വാസകോശങ്ങളുടേതിന് ഏറ്റവും അടുത്തുള്ള റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുണ്ടായിരുന്നു. അളന്ന നുരയുടെ മൂല്യം \(\:\rho\:\) അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടൽ വഴി ലഭിച്ച ഫലമാണ് പട്ടിക 5 ന്റെ അവസാന നിര. അളന്ന ഡാറ്റയെ സൈദ്ധാന്തിക ഫലങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, CT സ്കാനിംഗ് വഴി ലഭിച്ച HU മൂല്യങ്ങൾ സാധാരണയായി സൈദ്ധാന്തിക ഫലങ്ങളോട് അടുത്താണെന്ന് കണ്ടെത്താൻ കഴിയും, ഇത് ചിത്രം 1C ലെ വായു വ്യാപ്ത അനുപാത കണക്കുകൂട്ടൽ ഫലങ്ങൾ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.
മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തിന്റേതിന് സമാനമായ മെക്കാനിക്കൽ, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുള്ള ഒരു വസ്തു സൃഷ്ടിക്കുക എന്നതാണ് ഈ പഠനത്തിന്റെ പ്രധാന ലക്ഷ്യം. മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തിന്റേതിന് സമാനമായ ടിഷ്യു-തുല്യമായ മെക്കാനിക്കൽ, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുള്ള ഒരു ഹൈഡ്രോജൽ അധിഷ്ഠിത വസ്തു വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് ഈ ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കാനായി. സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടലുകളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, വ്യത്യസ്ത വായു വ്യാപ്ത അനുപാതങ്ങളുള്ള ഹൈഡ്രോജൽ നുരകൾ സോഡിയം ആൽജിനേറ്റ് ലായനി, CaCO3, GDL, SLES 70 എന്നിവ യാന്ത്രികമായി കലർത്തിയാണ് തയ്യാറാക്കിയത്. ഒരു ഏകതാനമായ ത്രിമാന സ്ഥിരതയുള്ള ഹൈഡ്രോജൽ നുര രൂപപ്പെട്ടതായി രൂപാന്തര വിശകലനം കാണിച്ചു. വായു വ്യാപ്ത അനുപാതം മാറ്റുന്നതിലൂടെ, നുരയുടെ സാന്ദ്രതയും സുഷിരവും ഇഷ്ടാനുസരണം വ്യത്യാസപ്പെടാം. വായു വ്യാപ്ത ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ വർദ്ധനവോടെ, സുഷിര വലുപ്പം ചെറുതായി കുറയുകയും സുഷിരങ്ങളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ആൽജിനേറ്റ് ഹൈഡ്രോജൽ നുരകളുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനായി കംപ്രഷൻ പരിശോധനകൾ നടത്തി. കംപ്രഷൻ പരിശോധനകളിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്ന കംപ്രസ്സീവ് മോഡുലസ് (E0) മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തിന് അനുയോജ്യമായ പരിധിയിലാണെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു. വായു വ്യാപ്ത അനുപാതം കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് E0 വർദ്ധിക്കുന്നു. തയ്യാറാക്കിയ സാമ്പിളുകളുടെ റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെ (HU) മൂല്യങ്ങൾ സാമ്പിളുകളുടെ CT ഡാറ്റയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയും സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടലുകളുടെ ഫലങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്തും ലഭിച്ചു. ഫലങ്ങൾ അനുകൂലമായിരുന്നു. അളന്ന മൂല്യം മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തിന്റെ HU മൂല്യത്തിന് അടുത്താണ്. മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തിന്റെ ഗുണങ്ങളെ അനുകരിക്കുന്ന മെക്കാനിക്കൽ, റേഡിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെ അനുയോജ്യമായ സംയോജനത്തിലൂടെ ടിഷ്യു-അനുകരിക്കുന്ന ഹൈഡ്രോജൽ നുരകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.
പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന ഫലങ്ങൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ആഗോള, പ്രാദേശിക സ്കെയിലുകളിലെ സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ നിന്നും യഥാർത്ഥ മനുഷ്യ ശ്വാസകോശങ്ങളിൽ നിന്നുമുള്ള പ്രവചനങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതിന് വായുവിന്റെ അളവും സുഷിരവും നന്നായി നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് നിലവിലെ നിർമ്മാണ രീതികൾ മെച്ചപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട്. ശ്വസന ചക്രത്തിന്റെ കംപ്രഷൻ ഘട്ടത്തിലേക്ക് ഫാന്റത്തിന്റെ സാധ്യതയുള്ള പ്രയോഗത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന കംപ്രഷൻ മെക്കാനിക്സ് പരീക്ഷിക്കുന്നതിലേക്ക് നിലവിലെ പഠനം പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു. ഡൈനാമിക് ലോഡിംഗ് സാഹചര്യങ്ങളിൽ സാധ്യതയുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ വിലയിരുത്തുന്നതിന് ടെൻസൈൽ പരിശോധനയും മെറ്റീരിയലിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള മെക്കാനിക്കൽ സ്ഥിരതയും അന്വേഷിക്കുന്നതിലൂടെ ഭാവിയിലെ ഗവേഷണങ്ങൾക്ക് പ്രയോജനം ലഭിക്കും. ഈ പരിമിതികൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, മനുഷ്യന്റെ ശ്വാസകോശത്തെ അനുകരിക്കുന്ന ഒരൊറ്റ മെറ്റീരിയലിൽ റേഡിയോളജിക്കൽ, മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ സംയോജിപ്പിക്കാനുള്ള ആദ്യത്തെ വിജയകരമായ ശ്രമമായി ഈ പഠനം അടയാളപ്പെടുത്തുന്നു.
നിലവിലെ പഠനത്തിനിടെ സൃഷ്ടിച്ചതും വിശകലനം ചെയ്തതുമായ ഡാറ്റാസെറ്റുകൾ ന്യായമായ അഭ്യർത്ഥന പ്രകാരം ബന്ധപ്പെട്ട രചയിതാവിൽ നിന്ന് ലഭ്യമാണ്. പരീക്ഷണങ്ങളും ഡാറ്റാസെറ്റുകളും പുനർനിർമ്മിക്കാവുന്നതാണ്.
സോങ്, ജി., തുടങ്ങിയവർ. നോവൽ നാനോ ടെക്നോളജികളും കാൻസർ റേഡിയേഷൻ തെറാപ്പിക്കുള്ള നൂതന വസ്തുക്കളും. അഡ്വ. മേറ്റർ. 29, 1700996. https://doi.org/10.1002/adma.201700996 (2017).
കിൽ, പിജെ, തുടങ്ങിയവർ. റേഡിയേഷൻ ഓങ്കോളജിയിലെ ശ്വസന ചലന മാനേജ്‌മെന്റിനെക്കുറിച്ചുള്ള AAPM 76a ടാസ്‌ക് ഫോഴ്‌സിന്റെ റിപ്പോർട്ട്. മെഡ്. ഫിസി. 33, 3874–3900. https://doi.org/10.1118/1.2349696 (2006).
അൽ-മായ, എ., മോസ്ലി, ജെ., ബ്രോക്ക്, കെ.കെ. മനുഷ്യ ശ്വാസകോശത്തിലെ ഇന്റർഫേസും മെറ്റീരിയൽ നോൺ-ലീനിയറിറ്റികളും മോഡലിംഗ് ചെയ്യുന്നു. ഫിസിക്സ് ആൻഡ് മെഡിസിൻ ആൻഡ് ബയോളജി 53, 305–317. https://doi.org/10.1088/0031-9155/53/1/022 (2008).
വാങ്, എക്സ്., തുടങ്ങിയവർ. 3D ബയോപ്രിന്റിംഗ് വഴി സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട ട്യൂമർ പോലുള്ള ശ്വാസകോശ അർബുദ മാതൃക. 3. ബയോടെക്നോളജി. 8 https://doi.org/10.1007/s13205-018-1519-1 (2018).
ലീ, എം., തുടങ്ങിയവർ. ശ്വാസകോശ വൈകല്യത്തിന്റെ മോഡലിംഗ്: രൂപഭേദം വരുത്താവുന്ന ഇമേജ് രജിസ്ട്രേഷൻ ടെക്നിക്കുകളും സ്ഥലപരമായി വ്യത്യാസപ്പെടുന്ന യങ്ങിന്റെ മോഡുലസ് എസ്റ്റിമേഷനും സംയോജിപ്പിക്കുന്ന ഒരു രീതി. മെഡ്. ഫിസിക്കൽ. 40, 081902. https://doi.org/10.1118/1.4812419 (2013).
ഗുയിമാറാസ്, സിഎഫ് തുടങ്ങിയവർ. ജീവനുള്ള കലകളുടെ കാഠിന്യവും ടിഷ്യു എഞ്ചിനീയറിങ്ങിനുള്ള അതിന്റെ പ്രത്യാഘാതങ്ങളും. നേച്ചർ റിവ്യൂസ് മെറ്റീരിയൽസ് ആൻഡ് എൻവയോൺമെന്റ് 5, 351–370 (2020).