ভাঙা হাড় জুড়তে প্রোগ্রামেবল উপাদান

হাড়, পাখির পালক এবং কাঠের মতো প্রাকৃতিক উপাদানের অনিয়মিত গঠন সত্ত্বেও এরা দারুণভাবে শারীরিক চাপ ছড়িয়ে দিতে পারে। তবে স্ট্রেস বা চাপ নিরাময়ের সঙ্গে এদের কাঠামোর মধ্যে সম্পর্ক এখনও জানা যায়নি। মেশিন লার্নিং, অপ্টিমাইজেশান, ত্রিমাত্রিক প্রিন্টিং এবং চাপের ওপর পরীক্ষা করে, ইঞ্জিনিয়াররা ফিমার বোন জোড়ার জন্য মানব হাড়ের কার্যকারিতা প্রতিলিপি করে এমন একটি উপাদান তৈরি করতে পেরেছেন। তাদের গবেষণা নেচার কমিউনিকেশনে প্রকাশিত হয়েছে।
আঘাতের ফলে ওপরের পায়ের লম্বা হাড় ফিমারে ফাটল, বয়স্ক ব্যক্তিদের মধ্যে এখন বেশ প্রচলিত এক ঝুঁকি। ভাঙা প্রান্তে ফাটলের ফলে হাড়ের ডগায় স্ট্রেস বাড়ে যাতে ফ্র্যাকচার দীর্ঘায়িত হওয়ার সম্ভাবনা থাকে। ভাঙা ফিমার মেরামত করার প্রচলিত পদ্ধতি হল অস্ত্রোপচারের মাধ্যমে স্ক্রু দিয়ে ফ্র্যাকচারের চারপাশে একটি ধাতব প্লেট সংযুক্ত করা। কিন্তু এই স্ক্রু শিথিল হতে পারে, এর থেকে দীর্ঘস্থায়ী ব্যথা, আরও আঘাত বাড়তে পারে। ইউনিভার্সিটি অফ ইলিনয় আরবানা-চ্যাম্পেইন সিভিল এবং এনভায়রনমেন্টাল ইঞ্জিনিয়ারিং প্রফেসর শেলি ঝাং, স্নাতক ছাত্র ইংকি জিয়া এবং পিকিং ইউনিভার্সিটির প্রফেসর কে লিউ এর সাথে সহযোগিতায়, হাড় মেরামতের একটা নতুন পদ্ধতির প্রবর্তন করেছেন। এতে হাড়ের অনুকরণে এমন একটা উপাদান তৈরি করা হয়, যাতে পুরোপুরি নিয়ন্ত্রণযোগ্য কম্পিউটেশানাল কাঠামো ব্যবহার করা হয়। ঝাং ও তার সহকর্মীরা ত্রিমাত্রিক প্রিন্টিং ব্যবহার করে জৈব উপাদানের অনুকরণে একটা পূর্ণ রজন প্রোটোটাইপ তৈরি করেছেন যা ভাঙা মানব ফিমার বোনের সিন্থেটিক মডেলের সাথে সংযুক্ত করেছেন। এই মডেল বাস্তবে হাড়ের পরিমাপ, উপাদানের কার্যকারিতা পরীক্ষা এবং কীভাবে জৈবিক সিস্টেমের সাথে কৃত্রিম উপাদান বৃদ্ধি করা সম্ভব তা নিশ্চিত করে। গবেষকরা জানিয়েছেন, এই কাজ এমন উপকরণ তৈরি করতে সাহায্য করবে যা হাড়কে যথাসম্ভব সমর্থন করবে এবং বহিরাগত শক্তি থেকে সুরক্ষা প্রদান করে হাড় মেরামতকে উদ্দীপিত করবে। তারা জানিয়েছেন, এই কৌশল বিভিন্ন জৈবিক ইমপ্লান্টে প্রয়োগ করা যেতে পারে যেখানে স্ট্রেস ম্যানিপুলেশন প্রয়োজন হয়।