nature.com ପରିଦର୍ଶନ କରିବା ପାଇଁ ଆପଣଙ୍କୁ ଧନ୍ୟବାଦ। ଆପଣ ବ୍ୟବହାର କରୁଥିବା ବ୍ରାଉଜର ସଂସ୍କରଣରେ ସୀମିତ CSS ସମର୍ଥନ ଅଛି। ସର୍ବୋତ୍ତମ ଅଭିଜ୍ଞତା ପାଇଁ, ଆମେ ନୂତନତମ ବ୍ରାଉଜର ସଂସ୍କରଣ ବ୍ୟବହାର କରିବାକୁ ସୁପାରିଶ କରୁଛୁ (କିମ୍ବା ଇଣ୍ଟରନେଟ୍ ଏକ୍ସପ୍ଲୋରରରେ ସୁସଙ୍ଗତତା ମୋଡ୍ ବନ୍ଦ କରିବା)। ଏହା ସହିତ, ନିରନ୍ତର ସମର୍ଥନ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ, ଏହି ସାଇଟରେ ଷ୍ଟାଇଲ୍ କିମ୍ବା JavaScript ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ ହେବ ନାହିଁ।
ରେଡିଓଥେରାପି ସମୟରେ ଅଙ୍ଗ ଏବଂ ଟିସୁର ଗତି ଯୋଗୁଁ ଏକ୍ସ-ରେର ସ୍ଥିତିରେ ତ୍ରୁଟି ହୋଇପାରେ। ତେଣୁ, ରେଡିଓଥେରାପିର ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ପାଇଁ ଅଙ୍ଗ ଗତିର ଅନୁକରଣ କରିବା ପାଇଁ ଟିସୁ-ସମତୁଲ୍ୟ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ଥିବା ସାମଗ୍ରୀ ଆବଶ୍ୟକ। ତଥାପି, ଏପରି ସାମଗ୍ରୀର ବିକାଶ ଏକ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ହୋଇ ରହିଛି। ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ବାହ୍ୟ କୋଷୀୟ ମାଟ୍ରିକ୍ସ ପରି ଗୁଣ ଅଛି, ଯାହା ସେମାନଙ୍କୁ ଟିସୁ-ସମତୁଲ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ପ୍ରତିଶ୍ରୁତିବଦ୍ଧ କରିଥାଏ। ଏହି ଅଧ୍ୟୟନରେ, ଇଚ୍ଛିତ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ଥିବା ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ସିଟୁ Ca2+ ରିଲିଜ୍ ଦ୍ୱାରା ସଂଶ୍ଳେଷିତ କରାଯାଇଥିଲା। ପରିଭାଷିତ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ସହିତ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ପାଇବା ପାଇଁ ବାୟୁ-ଭଲ୍ୟୁମ୍ ଅନୁପାତକୁ ସତର୍କତାର ସହିତ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ କରାଯାଇଥିଲା। ସାମଗ୍ରୀର ମାକ୍ରୋ- ଏବଂ ମାଇକ୍ରୋମର୍ଫୋଲୋଜିକୁ ବର୍ଣ୍ଣିତ କରାଯାଇଥିଲା, ଏବଂ ସଙ୍କୋଚନ ଅଧୀନରେ ଥିବା ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ଆଚରଣ ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଇଥିଲା। ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ତାତ୍ତ୍ୱିକ ଭାବରେ ଆକଳନ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଗଣନା କରାଯାଇଥିବା ଟୋମୋଗ୍ରାଫି ବ୍ୟବହାର କରି ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ଭାବରେ ଯାଞ୍ଚ କରାଯାଇଥିଲା। ଏହି ଅଧ୍ୟୟନ ରେଡିଓଥେରାପି ସମୟରେ ବିକିରଣ ଡୋଜ୍ ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ଏବଂ ଗୁଣବତ୍ତା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରୁଥିବା ଟିସୁ-ସମତୁଲ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀର ଭବିଷ୍ୟତ ବିକାଶ ଉପରେ ଆଲୋକପାତ କରେ।
ରେଡିଏସନ୍ ଥେରାପି ହେଉଛି କର୍କଟ ରୋଗର ଏକ ସାଧାରଣ ଚିକିତ୍ସା 1। ଅଙ୍ଗ ଏବଂ ଟିସୁଗୁଡ଼ିକର ଗତି ପ୍ରାୟତଃ ରେଡିଏସନ୍ ଥେରାପି 2 ସମୟରେ ଏକ୍ସ-ରେର ସ୍ଥିତିରେ ତ୍ରୁଟି ସୃଷ୍ଟି କରେ, ଯାହା ଟ୍ୟୁମରର ଚିକିତ୍ସା କମ୍ କରିପାରେ ଏବଂ ଅନାବଶ୍ୟକ ରେଡିଏସନ୍ ପାଇଁ ଆଖପାଖର ସୁସ୍ଥ କୋଷଗୁଡ଼ିକର ଅତ୍ୟଧିକ ଏକ୍ସପୋଜର ହୋଇପାରେ। ଟ୍ୟୁମର ସ୍ଥାନୀୟକରଣ ତ୍ରୁଟିକୁ କମ କରିବା ପାଇଁ ଅଙ୍ଗ ଏବଂ ଟିସୁଗୁଡ଼ିକର ଗତି ପୂର୍ବାନୁମାନ କରିବାର କ୍ଷମତା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ। ଏହି ଅଧ୍ୟୟନ ଫୁସଫୁସ ଉପରେ ଧ୍ୟାନ କେନ୍ଦ୍ରିତ କରିଥିଲା, କାରଣ ରୋଗୀମାନେ ରେଡିଏସନ୍ ଥେରାପି ସମୟରେ ନିଶ୍ୱାସ ନେବା ସମୟରେ ସେମାନେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ବିକୃତି ଏବଂ ଗତିରୁ ବର୍ତ୍ତି ଯାଆନ୍ତି। ମାନବ ଫୁସଫୁସର ଗତିକୁ ଅନୁକରଣ କରିବା ପାଇଁ ବିଭିନ୍ନ ସୀମିତ ଉପାଦାନ ମଡେଲଗୁଡ଼ିକ ବିକଶିତ ଏବଂ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇଛି 3,4,5। ତଥାପି, ମାନବ ଅଙ୍ଗ ଏବଂ ଟିସୁଗୁଡ଼ିକର ଜଟିଳ ଜ୍ୟାମିତି ଅଛି ଏବଂ ଏହା ଅତ୍ୟନ୍ତ ରୋଗୀ-ନିର୍ଭରଶୀଳ। ତେଣୁ, ତତ୍ୱଗତ ମଡେଲଗୁଡ଼ିକୁ ବୈଧ କରିବା ପାଇଁ, ଉନ୍ନତ ଚିକିତ୍ସାକୁ ସହଜ କରିବା ପାଇଁ ଏବଂ ଡାକ୍ତରୀ ଶିକ୍ଷା ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟରେ ଭୌତିକ ମଡେଲଗୁଡ଼ିକ ବିକାଶ କରିବା ପାଇଁ ଟିସୁ-ସମତୁଲ୍ୟ ଗୁଣଧର୍ମ ଥିବା ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକ ବହୁତ ଉପଯୋଗୀ।
ଜଟିଳ ବାହ୍ୟ ଏବଂ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଗଠନାତ୍ମକ ଜ୍ୟାମିତି ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ନରମ ଟିସୁ-ନକଲ କରୁଥିବା ସାମଗ୍ରୀର ବିକାଶ ବହୁତ ଧ୍ୟାନ ଆକର୍ଷଣ କରିଛି କାରଣ ସେମାନଙ୍କର ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଅସଙ୍ଗତି ଲକ୍ଷ୍ୟ ପ୍ରୟୋଗରେ ବିଫଳତା ଆଣିପାରେ 6,7। ଫୁସଫୁସ ଟିସୁର ଜଟିଳ ବାୟୋମେକାନିକ୍ସର ମଡେଲିଂ, ଯାହା ଅତ୍ୟନ୍ତ କୋମଳତା, ନମନୀୟତା ଏବଂ ଗଠନାତ୍ମକ ପୋରୋସିଟିକୁ ମିଶ୍ରଣ କରେ, ମାନବ ଫୁସଫୁସକୁ ସଠିକ୍ ଭାବରେ ପୁନଃଉତ୍ପାଦନ କରୁଥିବା ମଡେଲ ବିକାଶ କରିବାରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଚିକିତ୍ସାଗତ ହସ୍ତକ୍ଷେପରେ ଫୁସଫୁସ ମଡେଲର ପ୍ରଭାବଶାଳୀ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ପାଇଁ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକର ଏକୀକରଣ ଏବଂ ମେଳ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ। ରୋଗୀ-ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ମଡେଲ ବିକାଶ କରିବାରେ ଆଡିଟିଭ୍ ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ପ୍ରମାଣିତ ହୋଇଛି, ଜଟିଳ ଡିଜାଇନର ଦ୍ରୁତ ପ୍ରୋଟୋଟାଇପିଂକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ। ଶିନ୍ ଏଟ୍ ଅଲ୍ 8 3D-ପ୍ରିଣ୍ଟେଡ୍ ଏୟାରୱେ ସହିତ ଏକ ପୁନଃଉତ୍ପାଦନଯୋଗ୍ୟ, ବିକୃତ ଫୁସଫୁସ ମଡେଲ ବିକଶିତ କରିଛନ୍ତି। ହାସେଲାର୍ ଏଟ୍ ଅଲ୍ 9 ରେଡିଓଥେରାପି ପାଇଁ ପ୍ରତିଛବି ଗୁଣବତ୍ତା ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ ଏବଂ ସ୍ଥିତି ଯାଞ୍ଚ ପଦ୍ଧତି ପାଇଁ ପ୍ରକୃତ ରୋଗୀଙ୍କ ସହିତ ଅତ୍ୟନ୍ତ ସମାନ ଏକ ଫ୍ୟାଣ୍ଟମ୍ ବିକଶିତ କରିଛନ୍ତି। ହଙ୍ଗ ଏଟ୍ ଅଲ୍ 10 ପରିମାଣୀକରଣର ସଠିକତା ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରିବା ପାଇଁ ବିଭିନ୍ନ ଫୁସଫୁସ କ୍ଷତର CT ତୀବ୍ରତା ପୁନରୁତ୍ପାଦନ କରିବା ପାଇଁ 3D ପ୍ରିଣ୍ଟିଂ ଏବଂ ସିଲିକନ୍ କାଷ୍ଟିଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ ଛାତି CT ମଡେଲ ବିକଶିତ କରିଛନ୍ତି। ତଥାପି, ଏହି ପ୍ରୋଟୋଟାଇପ୍‌ଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରାୟତଃ ଏପରି ସାମଗ୍ରୀରେ ତିଆରି ହୋଇଥାଏ ଯାହାର ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଗୁଣ ଫୁସଫୁସ ଟିସୁଠାରୁ ବହୁତ ଭିନ୍ନ 11।
ବର୍ତ୍ତମାନ, ଅଧିକାଂଶ ଫୁସଫୁସ ଫ୍ୟାଣ୍ଟମ୍ ସିଲିକନ୍ କିମ୍ବା ପଲିୟୁରେଥାନ୍ ଫୋମ୍ ରେ ତିଆରି, ଯାହା ପ୍ରକୃତ ଫୁସଫୁସ ପାରେଙ୍କାଇମାର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ସହିତ ମେଳ ଖାଏ ନାହିଁ। 12,13 ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଜୈବ ସୁସଙ୍ଗତ ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ଟ୍ୟୁନେବଲ୍ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ ଟିସୁ ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂରେ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଛି। 14 ତଥାପି, ଫୁସଫୁସ ଟିସୁର ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ପୂରଣ ଗଠନକୁ ସଠିକ୍ ଭାବରେ ଅନୁକରଣ କରୁଥିବା ଫୁସଫୁସ ଫ୍ୟାଣ୍ଟମ୍ ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ ଅତ୍ୟଧିକ ନରମ, ଫୋମ୍ ପରି ସ୍ଥିରତାକୁ ପୁନଃଉତ୍ପାଦନ କରିବା ଏକ ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ହୋଇ ରହିଛି।
ଏହି ଅଧ୍ୟୟନରେ, ଏହା ଅନୁମାନ କରାଯାଇଥିଲା ଯେ ଫୁସଫୁସ ଟିସୁ ଏକ ସମଜାତୀୟ ଇଲାଷ୍ଟିକ୍ ସାମଗ୍ରୀ। ମାନବ ଫୁସଫୁସ ଟିସୁ (\(\:\rho\:\)) ର ଘନତା 1.06 g/cm3 ଏବଂ ଫୁଲିଥିବା ଫୁସଫୁସର ଘନତା 0.26 g/cm315 ବୋଲି ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଛି। ବିଭିନ୍ନ ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ପଦ୍ଧତି ବ୍ୟବହାର କରି ୟଙ୍ଗଙ୍କ ମଡ୍ୟୁଲସ୍ (MY) ମୂଲ୍ୟର ଏକ ବିସ୍ତୃତ ପରିସର ଫୁସଫୁସ ଟିସୁର ମୂଲ୍ୟ ପ୍ରାପ୍ତ କରାଯାଇଛି। ଲାଇ-ଫୁକ ଏଟ୍ ଅଲ୍ 16 ମାନବ ଫୁସଫୁସର YM ମାପ କରିଥିଲେ ଯାହା ସମାନ ସ୍ଫୀତି 0.42–6.72 kPa ଥିଲା। ଗସ୍ ଏଟ୍ ଅଲ୍ 17 ମ୍ୟାଗ୍ନେଟିକ୍ ରେଜୋନାନ୍ସ ଇଲାଷ୍ଟୋଗ୍ରାଫି ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ ଏବଂ 2.17 kPa YM ରିପୋର୍ଟ କରିଥିଲେ। ଲିଉ ଏଟ୍ ଅଲ୍ 18 ସିଧାସଳଖ ମାପ ହୋଇଥିବା YM 0.03–57.2 kPa ରିପୋର୍ଟ କରିଥିଲେ। ଇଲେଗବୁସି ଏଟ୍ ଅଲ୍ 19 ମନୋନୀତ ରୋଗୀଙ୍କଠାରୁ ପ୍ରାପ୍ତ 4D CT ତଥ୍ୟ ଉପରେ ଆଧାର କରି YM 0.1–2.7 kPa ବୋଲି ଆକଳନ କରିଥିଲେ।
ଫୁସଫୁସର ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ପାଇଁ, ଏକ୍ସ-ରେ ସହିତ ଫୁସଫୁସ ଟିସୁର ପାରସ୍ପରିକ ଆଚରଣ ବର୍ଣ୍ଣନା କରିବା ପାଇଁ ଅନେକ ପାରାମିଟର ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ, ଯେଉଁଥିରେ ମୌଳିକ ଗଠନ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଘନତ୍ୱ (\(\:{\rho\:}_{e}\)), ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ପରମାଣୁ ସଂଖ୍ୟା (\(\:{Z}_{eff}\)), ହାରାହାରି ଉତ୍ତେଜନା ଶକ୍ତି (\(\:I\)), ଗଣ ହ୍ରାସ ଗୁଣାଙ୍କ (\(\:\mu\:/\rho\:\)) ଏବଂ ହାଉନ୍ସଫିଲ୍ଡ ୟୁନିଟ୍ (HU), ଯାହା ସିଧାସଳଖ \(\:\mu\:/\rho\:\) ସହିତ ଜଡିତ।
ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଘନତ୍ୱ \(\:{\rho\:}_{e}\) ପ୍ରତି ୟୁନିଟ୍ ଆୟତନରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସଂଖ୍ୟା ଭାବରେ ପରିଭାଷିତ ହୋଇଥାଏ ଏବଂ ଏହାକୁ ନିମ୍ନଲିଖିତ ଭାବରେ ଗଣନା କରାଯାଏ:
ଯେଉଁଠାରେ \(\:\rho\:\) ହେଉଛି g/cm3 ରେ ଥିବା ସାମଗ୍ରୀର ଘନତ୍ୱ, \(\:{N}_{A}\) ହେଉଛି ଆଭୋଗାଡ୍ରୋ ସ୍ଥିରାଙ୍କ, \(\:{w}_{i}\) ହେଉଛି ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଭଗ୍ନାଂଶ, \(\:{Z}_{i}\) ହେଉଛି ପରମାଣୁ ସଂଖ୍ୟା, ଏବଂ \(\:{A}_{i}\) ହେଉଛି i-th ମୌଳିକର ପରମାଣୁ ଓଜନ।
ପରମାଣୁ ସଂଖ୍ୟା ସିଧାସଳଖ ସାମଗ୍ରୀ ମଧ୍ୟରେ ବିକିରଣ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟାର ପ୍ରକୃତି ସହିତ ଜଡିତ। ଅନେକ ଉପାଦାନ (ଯଥା, କପଡ଼ା) ଧାରଣ କରିଥିବା ଯୌଗିକ ଏବଂ ମିଶ୍ରଣ ପାଇଁ, ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ପରମାଣୁ ସଂଖ୍ୟା \(\:{Z}_{eff}\) ଗଣନା କରିବାକୁ ପଡିବ। ମୂର୍ତ୍ତି ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ 20 ଦ୍ୱାରା ଏହି ସୂତ୍ର ପ୍ରସ୍ତାବିତ ହୋଇଥିଲା:
ହାରାହାରି ଉତ୍ତେଜନା ଶକ୍ତି \(\:I\) ବର୍ଣ୍ଣନା କରେ ଯେ ଲକ୍ଷ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀ କେତେ ସହଜରେ ଭେଦକାରୀ କଣିକାଗୁଡ଼ିକର ଗତିଜ ଶକ୍ତିକୁ ଶୋଷଣ କରେ। ଏହା କେବଳ ଲକ୍ଷ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀର ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ବର୍ଣ୍ଣନା କରେ ଏବଂ କଣିକାଗୁଡ଼ିକର ଗୁଣ ସହିତ ଏହାର କୌଣସି ସମ୍ପର୍କ ନାହିଁ। \(\:I\) ବ୍ରାଗଙ୍କ ଯୋଗକାରୀତା ନିୟମ ପ୍ରୟୋଗ କରି ଗଣନା କରାଯାଇପାରିବ:
ବସ୍ତୁତ୍ୱ ହ୍ରାସ ଗୁଣାଙ୍କ \(\:\mu\:/\rho\:\) ଲକ୍ଷ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀରେ ଫୋଟନର ପ୍ରବେଶ ଏବଂ ଶକ୍ତି ମୁକ୍ତକୁ ବର୍ଣ୍ଣନା କରେ। ଏହାକୁ ନିମ୍ନଲିଖିତ ସୂତ୍ର ବ୍ୟବହାର କରି ଗଣନା କରାଯାଇପାରିବ:
ଯେଉଁଠାରେ \(\:x\) ହେଉଛି ସାମଗ୍ରୀର ଘନତା, \(\:{I}_{0}\) ହେଉଛି ଆପାତ ଆଲୋକ ତୀବ୍ରତା, ଏବଂ \(\:I\) ହେଉଛି ସାମଗ୍ରୀରେ ପ୍ରବେଶ ପରେ ଫୋଟନ୍ ତୀବ୍ରତା। \(\:\mu\:/\rho\:\) ତଥ୍ୟ ସିଧାସଳଖ NIST 12621 ମାନକ ସନ୍ଦର୍ଭ ଡାଟାବେସ୍ ରୁ ପ୍ରାପ୍ତ କରାଯାଇପାରିବ। ମିଶ୍ରଣ ଏବଂ ଯୌଗିକ ପାଇଁ \(\:\mu\:/\rho\:\) ମୂଲ୍ୟ ନିମ୍ନଲିଖିତ ଭାବରେ ଯୋଗ ନିୟମ ବ୍ୟବହାର କରି ପ୍ରାପ୍ତ କରାଯାଇପାରିବ:
ଗଣିତ ଟୋମୋଗ୍ରାଫି (CT) ତଥ୍ୟର ବ୍ୟାଖ୍ୟାରେ HU ହେଉଛି ରେଡିଓଘନତା ମାପର ଏକ ମାନକିତ ପରିମାପହୀନ ଏକକ, ଯାହା ପରିମାପିତ ଆଟେନୁଏସନ୍ ଗୁଣାଙ୍କ \(\:\mu\:\) ରୁ ରେଖୀୟ ଭାବରେ ରୂପାନ୍ତରିତ ହୋଇଥାଏ। ଏହାକୁ ଏହିପରି ପରିଭାଷିତ କରାଯାଇଛି:
ଯେଉଁଠାରେ \(\:{\mu\:}_{ଜଳ}\) ହେଉଛି ଜଳର ବିଘଟନ ଗୁଣାଙ୍କ, ଏବଂ \(\:{\mu\:}_{ବାୟୁ}\) ହେଉଛି ବାୟୁର ବିଘଟନ ଗୁଣାଙ୍କ। ତେଣୁ, ସୂତ୍ର (6) ରୁ ଆମେ ଦେଖିପାରୁଛୁ ଯେ ଜଳର HU ମୂଲ୍ୟ 0, ଏବଂ ବାୟୁର HU ମୂଲ୍ୟ -1000। ମାନବ ଫୁସଫୁସ ପାଇଁ HU ମୂଲ୍ୟ -600 ରୁ -70022 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ହୋଇଥାଏ।
ଅନେକ ଟିସୁ ସମକକ୍ଷ ସାମଗ୍ରୀ ବିକଶିତ ହୋଇଛି। ଗ୍ରିଫିଥ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟମାନେ 23 ପଲିୟୁରେଥାନ୍ (PU) ରେ ତିଆରି ମାନବ ଶରୀରର ଏକ ଟିସୁ ସମକକ୍ଷ ମଡେଲ୍ ବିକଶିତ କରିଥିଲେ ଯେଉଁଥିରେ ମାନବ ଫୁସଫୁସ ସମେତ ବିଭିନ୍ନ ମାନବ ଅଙ୍ଗର ରେଖୀୟ ଆଟେନୁଏସନ୍ ଗୁଣାଙ୍କକୁ ଅନୁକରଣ କରିବା ପାଇଁ କ୍ୟାଲସିୟମ କାର୍ବୋନେଟ୍ (CaCO3) ର ବିଭିନ୍ନ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଯୋଡା ଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଏହି ମଡେଲ୍ କୁ ଗ୍ରିଫିଥ୍ ନାମ ଦିଆଯାଇଥିଲା। ଟେଲର୍24 ଲରେନ୍ସ ଲିଭରମୋର୍ ନ୍ୟାସନାଲ୍ ଲାବୋରେଟୋରୀ (LLNL) ଦ୍ୱାରା ବିକଶିତ ଦ୍ୱିତୀୟ ଫୁସଫୁସ ଟିସୁ ସମକକ୍ଷ ମଡେଲ୍ ଉପସ୍ଥାପନ କରିଥିଲେ, ଯାହାକୁ LLLL1 ନାମ ଦିଆଯାଇଥିଲା। ଟ୍ରାଉବ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟମାନେ 25 କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ବୃଦ୍ଧିକାରୀ ଭାବରେ 5.25% CaCO3 ଧାରଣ କରି Foamex XRS-272 ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ ନୂତନ ଫୁସଫୁସ ଟିସୁ ବିକଳ୍ପ ବିକଶିତ କରିଥିଲେ, ଯାହାକୁ ALT2 ନାମ ଦିଆଯାଇଥିଲା। ସାରଣୀ 1 ଏବଂ 2 \(\:\rho\:\), \(\:{\rho\:}_{e}\), \(\:{Z}_{eff}\), \(\:I\) ଏବଂ ମାନବ ଫୁସଫୁସ (ICRU-44) ଏବଂ ଉପରୋକ୍ତ ଟିସୁ ସମକକ୍ଷ ମଡେଲ୍ ପାଇଁ ମାସ୍ ଆଟେନୁଏସନ୍ ଗୁଣାଙ୍କର ତୁଳନା ଦେଖାନ୍ତି।
ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ହାସଲ କରିବା ସତ୍ତ୍ୱେ, ପ୍ରାୟ ସମସ୍ତ ଫ୍ୟାଣ୍ଟମ୍ ସାମଗ୍ରୀ ପଲିଷ୍ଟାଇରିନ୍ ଫୋମରେ ତିଆରି, ଯାହାର ଅର୍ଥ ହେଉଛି ଏହି ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକ ମଣିଷ ଫୁସଫୁସ ସହିତ ସମାନ ହୋଇପାରେ ନାହିଁ। ପଲିୟୁରେଥାନ୍ ଫୋମର ୟଙ୍ଗସ୍ ମଡ୍ୟୁଲ୍ସ (YM) ପ୍ରାୟ 500 kPa, ଯାହା ସାଧାରଣ ମଣିଷ ଫୁସଫୁସ (ପ୍ରାୟ 5-10 kPa) ତୁଳନାରେ ଆଦର୍ଶଠାରୁ ବହୁତ ଦୂରରେ। ତେଣୁ, ଏକ ନୂତନ ସାମଗ୍ରୀ ବିକଶିତ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ ଯାହା ପ୍ରକୃତ ମଣିଷ ଫୁସଫୁସର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ପୂରଣ କରିପାରିବ।
ଟିସୁ ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ସ ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଏହାର ଗଠନ ଏବଂ ଗୁଣ ବାହ୍ୟ କୋଷୀୟ ମାଟ୍ରିକ୍ସ (ECM) ସହିତ ସମାନ ଏବଂ ସହଜରେ ସମାୟୋଜିତ। ଏହି ଅଧ୍ୟୟନରେ, ଫୋମ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପାଇଁ ବିଶୁଦ୍ଧ ସୋଡିୟମ୍ ଆଲଜିନେଟ୍ କୁ ଜୈବ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ବାଛି ଦିଆଯାଇଥିଲା। ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ସ ଜୈବ ସୁସଙ୍ଗତ ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ସମାୟୋଜିତ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ ଟିସୁ ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂରେ ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ସୋଡିୟମ୍ ଆଲଜିନେଟ୍ (C6H7NaO6)n ର ମୌଳିକ ଗଠନ ଏବଂ Ca2+ ର ଉପସ୍ଥିତି ଏହାର ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ଆବଶ୍ୟକତା ଅନୁସାରେ ସମାୟୋଜିତ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ। ସମାୟୋଜିତ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକର ଏହି ମିଶ୍ରଣ ଆମ ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ସକୁ ଆଦର୍ଶ କରିଥାଏ। ନିଶ୍ଚିତ ଭାବରେ, ସିମୁଲେଟେଡ୍ ଶ୍ୱାସକ୍ରିୟା ଚକ୍ର ସମୟରେ ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ସ୍ଥିରତା ଦୃଷ୍ଟିରୁ ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ସର ମଧ୍ୟ ସୀମା ଅଛି। ତେଣୁ, ଏହି ସୀମାଗୁଡ଼ିକୁ ସମାଧାନ କରିବା ପାଇଁ ଭବିଷ୍ୟତ ଅଧ୍ୟୟନରେ ଆହୁରି ଉନ୍ନତି ଆବଶ୍ୟକ ଏବଂ ଆଶା କରାଯାଉଛି।
ଏହି କାର୍ଯ୍ୟରେ, ଆମେ ମାନବ ଫୁସଫୁସ ଟିସୁ ପରି ନିୟନ୍ତ୍ରଣଯୋଗ୍ୟ rho ମୂଲ୍ୟ, ସ୍ଥିତିସ୍ଥାପକତା ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ସହିତ ଏକ ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ସାମଗ୍ରୀ ବିକଶିତ କରିଛୁ। ଏହି ଅଧ୍ୟୟନ ଟ୍ୟୁନେବଲ୍ ଇଲାଷ୍ଟିକ୍ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ସହିତ ଟିସୁ ପରି ଫ୍ୟାଣ୍ଟମ୍ ତିଆରି କରିବା ପାଇଁ ଏକ ସାଧାରଣ ସମାଧାନ ପ୍ରଦାନ କରିବ। ସାମଗ୍ରୀ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ଯେକୌଣସି ମାନବ ଟିସୁ ଏବଂ ଅଙ୍ଗ ପାଇଁ ସହଜରେ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇପାରିବ।
ମାନବ ଫୁସଫୁସର HU ପରିସର (-600 ରୁ -700) ଉପରେ ଆଧାର କରି ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମର ଲକ୍ଷ୍ୟ ବାୟୁ ଏବଂ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା। ଏହା ଅନୁମାନ କରାଯାଇଥିଲା ଯେ ଫୋମ୍ ବାୟୁ ଏବଂ ସିନ୍ଥେଟିକ୍ ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲର ଏକ ସରଳ ମିଶ୍ରଣ ଥିଲା। ବ୍ୟକ୍ତିଗତ ଉପାଦାନ \(\:\mu\:/\rho\:\) ର ଏକ ସରଳ ଯୋଗ ନିୟମ ବ୍ୟବହାର କରି, ବାୟୁର ଆୟତନ ଭଗ୍ନାଂଶ ଏବଂ ସଂଶ୍ଳେଷିତ ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲର ଆୟତନ ଅନୁପାତ ଗଣନା କରାଯାଇପାରିବ।
ସିଗମା-ଆଲଡ୍ରିଚ୍ କମ୍ପାନୀ, ସେଣ୍ଟ ଲୁଇସ୍, MO ରୁ କିଣାଯାଇଥିବା ସୋଡିୟମ୍ ଆଲଜିନେଟ୍ (ଭାଗ ନଂ W201502), CaCO3 (ଭାଗ ନଂ 795445, MW: 100.09), ଏବଂ GDL (ଭାଗ ନଂ G4750, MW: 178.14) ବ୍ୟବହାର କରି ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା। 70% ସୋଡିୟମ୍ ଲୌରିଲ୍ ଇଥର ସଲଫେଟ୍ (SLES 70) ପ୍ରଖ୍ୟାତ ଟ୍ରେଡିଂ LLC ରୁ କିଣାଯାଇଥିଲା। ଫୋମ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଡିଓନାଇଜ୍ଡ୍ ପାଣି ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। ଏକ ସମନ୍ୱିତ ହଳଦିଆ ସ୍ୱଚ୍ଛ ଦ୍ରବଣ ପ୍ରାପ୍ତ ନହେବା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାରେ ଡିଓନାଇଜ୍ଡ୍ ପାଣିରେ ସୋଡିୟମ୍ ଆଲଜିନେଟ୍ ଦ୍ରବଣ କରାଯାଇଥିଲା (600 rpm)। ଜେଲେସନ୍ ଆରମ୍ଭ କରିବା ପାଇଁ Ca2+ ଉତ୍ସ ଭାବରେ GDL ସହିତ ମିଶ୍ରିତ CaCO3 ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଭିତରେ ଏକ ଛିଦ୍ରଯୁକ୍ତ ଗଠନ ଗଠନ ପାଇଁ SLES 70 କୁ ଏକ ସର୍ଫାକ୍ଟଣ୍ଟ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। ଆଲଜିନେଟ୍ ସାନ୍ଦ୍ରତା 5% ରେ ବଜାୟ ରଖାଯାଇଥିଲା ଏବଂ Ca2+:-COOH ମୋଲାର ଅନୁପାତ 0.18 ରେ ବଜାୟ ରଖାଯାଇଥିଲା। ଫୋମ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତି ସମୟରେ ଏକ ନିରପେକ୍ଷ pH ବଜାୟ ରଖିବା ପାଇଁ CaCO3:GDL ମୋଲାର ଅନୁପାତ ମଧ୍ୟ 0.5 ରେ ବଜାୟ ରଖାଯାଇଥିଲା। ସମସ୍ତ ନମୁନାରେ SLES 70 ର ପରିମାଣ ଅନୁସାରେ ମୂଲ୍ୟ 26.2% ଯୋଡା ଯାଇଥିଲା। ଦ୍ରବଣ ଏବଂ ବାୟୁର ମିଶ୍ରଣ ଅନୁପାତ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ଢାଙ୍କଣ ସହିତ ଏକ ବିକର ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। ବୀକରର ମୋଟ ଆୟତନ 140 ମିଲି ଥିଲା। ତାତ୍ତ୍ୱିକ ଗଣନା ଫଳାଫଳ ଉପରେ ଆଧାର କରି, ବାୟୁ ସହିତ ମିଶ୍ରଣ ପାଇଁ ମିଶ୍ରଣର ବିଭିନ୍ନ ପରିମାଣ (50 ମିଲି, 100 ମିଲି, 110 ମିଲି) ବିକରରେ ଯୋଡା ଯାଇଥିଲା। 50 ମିଲି ମିଶ୍ରଣ ଥିବା ନମୁନାକୁ ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ବାୟୁ ସହିତ ମିଶ୍ରଣ କରିବା ପାଇଁ ଡିଜାଇନ୍ କରାଯାଇଥିଲା, ଯେତେବେଳେ ଅନ୍ୟ ଦୁଇଟି ନମୁନାରେ ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରାଯାଇଥିଲା। ପ୍ରଥମେ, SLES 70 କୁ ଆଲଜିନେଟ୍ ଦ୍ରବଣରେ ଯୋଡା ଯାଇଥିଲା ଏବଂ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ମିଶ୍ରଣ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଏକ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସ୍ଟିରର୍ ସହିତ ଘାଣ୍ଟୁଥିଲା। ତା'ପରେ, CaCO3 ସସପେନସନ୍ ମିଶ୍ରଣରେ ଯୋଡା ଯାଇଥିଲା ଏବଂ ମିଶ୍ରଣ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ମିଶ୍ରଣ ହେବା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ନିରନ୍ତର ଘାଣ୍ଟୁଥିଲା, ଯେତେବେଳେ ଏହାର ରଙ୍ଗ ଧଳା ହୋଇଗଲା। ଶେଷରେ, ଜେଲେସନ୍ ଆରମ୍ଭ କରିବା ପାଇଁ GDL ଦ୍ରବଣ ମିଶ୍ରଣରେ ଯୋଡା ଯାଇଥିଲା, ଏବଂ ସମଗ୍ର ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଘାଣ୍ଟନ ବଜାୟ ରଖାଯାଇଥିଲା। 50 ମିଲି ମିଶ୍ରଣ ଥିବା ନମୁନା ପାଇଁ, ମିଶ୍ରଣର ଆୟତନ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହେବା ବନ୍ଦ ହୋଇଗଲେ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ବନ୍ଦ ହୋଇଗଲା। 100 ମିଲି ଏବଂ 110 ମିଲି ମିଶ୍ରଣ ଥିବା ନମୁନା ପାଇଁ, ମିଶ୍ରଣ ବିକରରେ ପୂର୍ଣ୍ଣ ହେବା ପରେ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ବନ୍ଦ ହୋଇଗଲା। ଆମେ 50 ମିଲି ଏବଂ 100 ମିଲି ମଧ୍ୟରେ ଆୟତନ ସହିତ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବାକୁ ମଧ୍ୟ ଚେଷ୍ଟା କରିଥିଲୁ। ତଥାପି, ଫୋମର ଗଠନାତ୍ମକ ଅସ୍ଥିରତା ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା, କାରଣ ଏହା ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ବାୟୁ ମିଶ୍ରଣର ଅବସ୍ଥା ଏବଂ ବାୟୁ ଆୟତନ ନିୟନ୍ତ୍ରଣର ଅବସ୍ଥା ମଧ୍ୟରେ ଅସ୍ଥିର ହୋଇଥିଲା, ଯାହା ଫଳରେ ଅସଙ୍ଗତ ଆୟତନ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ହୋଇଥିଲା। ଏହି ଅସ୍ଥିରତା ଗଣନାରେ ଅନିଶ୍ଚିତତା ଆଣିଥିଲା, ଏବଂ ତେଣୁ ଏହି ଆୟତନ ପରିସରକୁ ଏହି ଅଧ୍ୟୟନରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ କରାଯାଇ ନଥିଲା।
ଏକ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମର ଘନତ୍ୱ \(\:\rho\:\) ଏକ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ନମୁନାର ବସ୍ତୁତ୍ୱ \(\:m\) ଏବଂ ଆୟତନ \(\:V\) ମାପି ଗଣନା କରାଯାଏ।
Zeiss Axio Observer A1 କ୍ୟାମେରା ବ୍ୟବହାର କରି ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମର ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କପିକ୍ ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରାପ୍ତ କରାଯାଇଥିଲା। ପ୍ରାପ୍ତ ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକ ଉପରେ ଆଧାର କରି ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଏକ ନମୁନାରେ ଛିଦ୍ରଗୁଡ଼ିକର ସଂଖ୍ୟା ଏବଂ ଆକାର ବଣ୍ଟନ ଗଣନା କରିବା ପାଇଁ ImageJ ସଫ୍ଟୱେର୍ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। ଛିଦ୍ର ଆକୃତି ବୃତ୍ତାକାର ବୋଲି ଅନୁମାନ କରାଯାଉଛି।
ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକର ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ, ଏକ TESTRESOURCES 100 ସିରିଜ୍ ମେସିନ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ ଅକ୍ଷୀୟ ସଙ୍କୋଚନ ପରୀକ୍ଷା କରାଯାଇଥିଲା। ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ ଆୟତାକାର ବ୍ଲକରେ କଟାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଚାପ ଏବଂ ଷ୍ଟ୍ରେନ୍ ଗଣନା କରିବା ପାଇଁ ବ୍ଲକ ପରିମାପ ମାପ କରାଯାଇଥିଲା। କ୍ରସହେଡ୍ ଗତି 10 ମିମି/ମିନିଟ୍ ରେ ସେଟ୍ କରାଯାଇଥିଲା। ପ୍ରତ୍ୟେକ ନମୁନା ପାଇଁ ତିନୋଟି ନମୁନା ପରୀକ୍ଷା କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଫଳାଫଳରୁ ମଧ୍ୟମ ଏବଂ ମାନକ ବିଚ୍ୟୁତି ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା। ଏହି ଅଧ୍ୟୟନ ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ର ସଙ୍କୋଚନାତ୍ମକ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକ ଉପରେ ଧ୍ୟାନ ଦେଇଥିଲା କାରଣ ଫୁସଫୁସ ଟିସୁ ଶ୍ୱାସକ୍ରିୟା ଚକ୍ରର ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ସଙ୍କୋଚନାତ୍ମକ ଶକ୍ତିର ଶିକାର ହୋଇଥାଏ। ବିସ୍ତାରତା ନିଶ୍ଚିତ ଭାବରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ, ବିଶେଷକରି ଫୁସଫୁସ ଟିସୁର ପୂର୍ଣ୍ଣ ଗତିଶୀଳ ଆଚରଣକୁ ପ୍ରତିଫଳିତ କରିବା ପାଇଁ ଏବଂ ଭବିଷ୍ୟତ ଅଧ୍ୟୟନରେ ଏହା ତଦନ୍ତ କରାଯିବ।
ପ୍ରସ୍ତୁତ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ Siemens SOMATOM Drive ଡୁଆଲ୍-ଚ୍ୟାନେଲ୍ CT ସ୍କାନରରେ ସ୍କାନ କରାଯାଇଥିଲା। ସ୍କାନିଂ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକୁ ନିମ୍ନଲିଖିତ ଭାବରେ ସେଟ୍ କରାଯାଇଥିଲା: 40 mAs, 120 kVp ଏବଂ 1 mm ସ୍ଲାଇସ୍ ଘନତା। ପ୍ରତ୍ୟେକ ନମୁନାର 5ଟି କ୍ରସ୍-ସେକ୍ସନର HU ମୂଲ୍ୟ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରିବା ପାଇଁ ମାଇକ୍ରୋଡିକମ୍ DICOM ଭ୍ୟୁଅର୍ ସଫ୍ଟୱେର୍ ବ୍ୟବହାର କରି ଫଳାଫଳପ୍ରାପ୍ତ DICOM ଫାଇଲଗୁଡ଼ିକୁ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। CT ଦ୍ୱାରା ପ୍ରାପ୍ତ HU ମୂଲ୍ୟଗୁଡ଼ିକୁ ନମୁନାର ଘନତା ତଥ୍ୟ ଉପରେ ଆଧାରିତ ତାତ୍ତ୍ୱିକ ଗଣନା ସହିତ ତୁଳନା କରାଯାଇଥିଲା।
ଏହି ଅଧ୍ୟୟନର ଲକ୍ଷ୍ୟ ହେଉଛି ନରମ ସାମଗ୍ରୀକୁ ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂ କରି ବ୍ୟକ୍ତିଗତ ଅଙ୍ଗ ମଡେଲ ଏବଂ କୃତ୍ରିମ ଜୈବିକ ଟିସୁର ନିର୍ମାଣରେ ବିପ୍ଳବ ଆଣିବା। ମାନବ ଫୁସଫୁସର କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଯାନ୍ତ୍ରିକତା ସହିତ ମେଳ ଖାଉଥିବା ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ସହିତ ସାମଗ୍ରୀ ବିକଶିତ କରିବା ଚିକିତ୍ସା ତାଲିମ, ଶଲ୍ୟଚିକିତ୍ସା ଯୋଜନା ଏବଂ ବିକିରଣ ଚିକିତ୍ସା ଯୋଜନାକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ଭଳି ଲକ୍ଷ୍ୟଭିତ୍ତିକ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ। ଚିତ୍ର 1A ରେ, ଆମେ ମାନବ ଫୁସଫୁସ ମଡେଲ ତିଆରି କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ନରମ ସାମଗ୍ରୀର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ମଧ୍ୟରେ ପାର୍ଥକ୍ୟକୁ ପ୍ଲଟ୍ କରିଥିଲୁ। ଆଜି ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ଏପରି ସାମଗ୍ରୀ ବିକଶିତ ହୋଇଛି ଯାହା ଇଚ୍ଛିତ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ, କିନ୍ତୁ ସେମାନଙ୍କର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକ ଇଚ୍ଛିତ ଆବଶ୍ୟକତା ପୂରଣ କରେ ନାହିଁ। ପଲିୟୁରେଥାନ୍ ଫୋମ୍ ଏବଂ ରବର ହେଉଛି ବିକୃତ ମାନବ ଫୁସଫୁସ ମଡେଲ ତିଆରି କରିବା ପାଇଁ ସର୍ବାଧିକ ବ୍ୟବହୃତ ସାମଗ୍ରୀ। ପଲିୟୁରେଥାନ୍ ଫୋମ୍ (ୟଙ୍ଗସ୍ ମଡ୍ୟୁଲ୍ସ, YM) ର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ ସାଧାରଣ ମାନବ ଫୁସଫୁସ ଟିସୁ ଅପେକ୍ଷା 10 ରୁ 100 ଗୁଣ ଅଧିକ। ଯେଉଁ ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକ ଇଚ୍ଛିତ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ଉଭୟ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ ତାହା ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଜଣା ନାହିଁ।
(କ) ବିଭିନ୍ନ ନରମ ପଦାର୍ଥର ଗୁଣଗୁଡ଼ିକର ଯୋଜନାବଦ୍ଧ ଉପସ୍ଥାପନା ଏବଂ ଘନତା, ୟଙ୍ଗର ମଡୁଲସ୍ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ (HU ରେ) ଦୃଷ୍ଟିରୁ ମାନବ ଫୁସଫୁସ ସହିତ ତୁଳନା। (ଖ) 5% ସାନ୍ଦ୍ରତା ଏବଂ 0.18 Ca2+:-COOH ମୋଲାର ଅନୁପାତ ସହିତ \(\:\mu\:/\rho\:\) ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲର ଏକ୍ସ-ରେ ବିବର୍ତ୍ତନ ଢାଞ୍ଚା। (ଗ) ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ରେ ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତର ପରିସର। (ଘ) ବିଭିନ୍ନ ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ସହିତ ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ର ଯୋଜନାବଦ୍ଧ ଉପସ୍ଥାପନା।
5% ସାନ୍ଦ୍ରତା ଏବଂ 0.18 Ca2+:-COOH ମୋଲାର ଅନୁପାତ ସହିତ ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲର ମୌଳିକ ଗଠନ ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା, ଏବଂ ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ସାରଣୀ 3 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। ପୂର୍ବ ସୂତ୍ର (5) ରେ ଯୋଗ ନିୟମ ଅନୁସାରେ, ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲର \(\:\:\mu\:/\rho\:\) ର ମାଂସ ହ୍ରାସ ଗୁଣାଙ୍କ ଚିତ୍ର 1B ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଥିବା ପରି ପ୍ରାପ୍ତ ହୋଇଛି।
ବାୟୁ ଏବଂ ଜଳ ପାଇଁ \(\:\mu\:/\rho\:\) ମୂଲ୍ୟଗୁଡ଼ିକ NIST 12612 ମାନକ ସନ୍ଦର୍ଭ ଡାଟାବେସ୍ ରୁ ସିଧାସଳଖ ପ୍ରାପ୍ତ କରାଯାଇଥିଲା। ତେଣୁ, ଚିତ୍ର 1C ମାନବ ଫୁସଫୁସ ପାଇଁ -600 ଏବଂ -700 ମଧ୍ୟରେ HU ସମକକ୍ଷ ମୂଲ୍ୟ ସହିତ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମରେ ଗଣନା କରାଯାଇଥିବା ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ଦର୍ଶାଉଛି। ତତ୍ତ୍ୱଗତ ଭାବରେ ଗଣନା କରାଯାଇଥିବା ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ 1 × 10−3 ରୁ 2 × 101 MeV ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଶକ୍ତି ପରିସର ମଧ୍ୟରେ 60-70% ମଧ୍ୟରେ ସ୍ଥିର, ଯାହା ଡାଉନଷ୍ଟ୍ରିମ୍ ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମର ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ଭଲ ସମ୍ଭାବନାକୁ ସୂଚିତ କରେ।
ଚିତ୍ର 1D ପ୍ରସ୍ତୁତ ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ନମୁନାକୁ ଦର୍ଶାଉଛି। ସମସ୍ତ ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ 12.7 ମିମି ଧାର ଲମ୍ବ ସହିତ କ୍ୟୁବରେ କଟାଯାଇଥିଲା। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଇଥିଲା ଯେ ଏକ ସମଜାତ, ତ୍ରି-ପରିମାଣୀୟ ସ୍ଥିର ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ଗଠିତ ହୋଇଥିଲା। ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ନିର୍ବିଶେଷରେ, ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ର ଦୃଶ୍ୟରେ କୌଣସି ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପାର୍ଥକ୍ୟ ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇନଥିଲା। ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ର ଆତ୍ମନିର୍ଭରଶୀଳ ପ୍ରକୃତି ସୂଚାଇ ଦିଏ ଯେ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ମଧ୍ୟରେ ଗଠିତ ନେଟୱାର୍କ ଫୋମ୍‌ର ଓଜନକୁ ସମର୍ଥନ କରିବା ପାଇଁ ଯଥେଷ୍ଟ ଶକ୍ତିଶାଳୀ। ଫୋମ୍‌ରୁ ଅଳ୍ପ ପରିମାଣର ପାଣି ଲିକେଜ୍ ବ୍ୟତୀତ, ଫୋମ୍ କିଛି ସପ୍ତାହ ପାଇଁ କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ସ୍ଥିରତା ମଧ୍ୟ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିଥିଲା।
ଫୋମ୍ ନମୁନାର ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଏବଂ ଆୟତନ ମାପି, ପ୍ରସ୍ତୁତ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ \(\:\rho\:\) ର ଘନତା ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା, ଏବଂ ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ସାରଣୀ 4 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ବାୟୁର ଆୟତନ ଅନୁପାତ ଉପରେ \(\:\rho\:\) ର ନିର୍ଭରଶୀଳତା ଦର୍ଶାଉଛି। ଯେତେବେଳେ ନମୁନାର 50 ମିଲି ସହିତ ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ବାୟୁ ମିଶ୍ରିତ ହୁଏ, ଘନତା ସର୍ବନିମ୍ନ ହୋଇଯାଏ ଏବଂ 0.482 ଗ୍ରାମ/ସେମି3 ହୁଏ। ମିଶ୍ରିତ ବାୟୁର ପରିମାଣ ହ୍ରାସ ପାଇବା ସହିତ, ଘନତା 0.685 ଗ୍ରାମ/ସେମି3 କୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। 50 ମିଲି, 100 ମିଲି ଏବଂ 110 ମିଲି ଗୋଷ୍ଠୀ ମଧ୍ୟରେ ସର୍ବାଧିକ p ମୂଲ୍ୟ 0.004 < 0.05 ଥିଲା, ଯାହା ଫଳାଫଳର ପରିସଂଖ୍ୟାନଗତ ଗୁରୁତ୍ୱକୁ ସୂଚିତ କରେ।
ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ବ୍ୟବହାର କରି ସୈଦ୍ଧାନ୍ତିକ \(\:\rho\:\) ମୂଲ୍ୟ ମଧ୍ୟ ଗଣନା କରାଯାଏ। ପରିମାପିତ ଫଳାଫଳ ଦର୍ଶାଏ ଯେ \(\:\rho\:\) ସୈଦ୍ଧାନ୍ତିକ ମୂଲ୍ୟ ଅପେକ୍ଷା 0.1 ଗ୍ରାମ/ସେମି³ ଛୋଟ। ଏହି ପାର୍ଥକ୍ୟକୁ ଜେଲେସନ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲରେ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଚାପ ଦ୍ୱାରା ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରାଯାଇପାରେ, ଯାହା ଫୁଲିବାର କାରଣ ହୁଏ ଏବଂ ଏହିପରି \(\:\rho\:\\) ହ୍ରାସ ପାଏ। ଚିତ୍ର 2 (A, B ଏବଂ C) ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା CT ପ୍ରତିଛବିରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ଭିତରେ କିଛି ଫାଙ୍କ ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ ଦ୍ୱାରା ଏହା ଆହୁରି ନିଶ୍ଚିତ ହୋଇଥିଲା।
ବିଭିନ୍ନ ବାୟୁ ଆୟତନ ବିଷୟବସ୍ତୁ (A) 50, (B) 100, ଏବଂ (C) 110 ସହିତ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମର ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପି ପ୍ରତିଛବି। ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ନମୁନା (D) 50, (E) 100, (F) 110 ରେ କୋଷ ସଂଖ୍ୟା ଏବଂ ଛିଦ୍ର ଆକାର ବଣ୍ଟନ।
ଚିତ୍ର 3 (A, B, C) ବିଭିନ୍ନ ବାୟୁ ପରିମାଣ ଅନୁପାତ ସହିତ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ନମୁନାଗୁଡ଼ିକର ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପ୍ ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକୁ ଦର୍ଶାଉଛି। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ର ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଗଠନକୁ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରୁଛି, ସ୍ପଷ୍ଟ ଭାବରେ ବିଭିନ୍ନ ବ୍ୟାସ ସହିତ ଛିଦ୍ରଗୁଡ଼ିକର ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକୁ ଦର୍ଶାଉଛି। ImageJ ବ୍ୟବହାର କରି ଛିଦ୍ର ସଂଖ୍ୟା ଏବଂ ବ୍ୟାସର ବଣ୍ଟନ ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା। ପ୍ରତ୍ୟେକ ନମୁନା ପାଇଁ ଛଅଟି ପ୍ରତିଛବି ନିଆଯାଇଥିଲା, ପ୍ରତ୍ୟେକ ପ୍ରତିଛବିର ଆକାର 1125.27 μm × 843.96 μm ଥିଲା, ଏବଂ ପ୍ରତ୍ୟେକ ନମୁନା ପାଇଁ ମୋଟ ବିଶ୍ଳେଷିତ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ 5.7 mm² ଥିଲା।
(କ) ବିଭିନ୍ନ ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ସହିତ ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ସଙ୍କୋଚନାତ୍ମକ ଚାପ-ଚାପ ଆଚରଣ। (ଖ) ଘାତାଙ୍କ ଫିଟିଂ। (ଗ) ବିଭିନ୍ନ ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ସହିତ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ସଙ୍କୋଚନ E0। (ଘ) ବିଭିନ୍ନ ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ସହିତ ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ଅନ୍ତିମ ସଙ୍କୋଚନାତ୍ମକ ଚାପ ଏବଂ ଚାପ।
ଚିତ୍ର 3 (D, E, F) ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ଛିଦ୍ର ଆକାର ବଣ୍ଟନ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ସମାନ, ଦଶ ମାଇକ୍ରୋମିଟରରୁ ପ୍ରାୟ 500 ମାଇକ୍ରୋମିଟର ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ। ଛିଦ୍ର ଆକାର ମୂଳତଃ ସମାନ, ଏବଂ ବାୟୁ ଆୟତନ ହ୍ରାସ ପାଇବା ସହିତ ଏହା ସାମାନ୍ୟ ହ୍ରାସ ପାଏ। ପରୀକ୍ଷଣ ତଥ୍ୟ ଅନୁଯାୟୀ, 50 ମିଲି ନମୁନାର ହାରାହାରି ଛିଦ୍ର ଆକାର 192.16 μm, ମଧ୍ୟମା 184.51 μm, ଏବଂ ପ୍ରତି ୟୁନିଟ୍ କ୍ଷେତ୍ରଫଳରେ ଛିଦ୍ର ସଂଖ୍ୟା 103; 100 ମିଲି ନମୁନାର ହାରାହାରି ଛିଦ୍ର ଆକାର 156.62 μm, ମଧ୍ୟମା 151.07 μm, ଏବଂ ପ୍ରତି ୟୁନିଟ୍ କ୍ଷେତ୍ରଫଳରେ ଛିଦ୍ର ସଂଖ୍ୟା 109; 110 ମିଲି ନମୁନାର ଅନୁରୂପ ମୂଲ୍ୟ ଯଥାକ୍ରମେ 163.07 μm, 150.29 μm ଏବଂ 115। ତଥ୍ୟ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ବଡ଼ ଛିଦ୍ରଗୁଡ଼ିକର ହାରାହାରି ଛିଦ୍ର ଆକାରର ପରିସଂଖ୍ୟାନ ଫଳାଫଳ ଉପରେ ଅଧିକ ପ୍ରଭାବ ପଡ଼ିଥାଏ, ଏବଂ ମଧ୍ୟମା ଛିଦ୍ର ଆକାର ଛିଦ୍ର ଆକାରର ପରିବର୍ତ୍ତନ ଧାରାକୁ ଭଲ ଭାବରେ ପ୍ରତିଫଳିତ କରିପାରିବ। ନମୁନା ପରିମାଣ 50 ମିଲିରୁ 110 ମିଲିକୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, ଛିଦ୍ର ସଂଖ୍ୟା ମଧ୍ୟ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। ମଧ୍ୟମା ଛିଦ୍ର ବ୍ୟାସ ଏବଂ ଛିଦ୍ର ସଂଖ୍ୟାର ପରିସଂଖ୍ୟାନ ଫଳାଫଳକୁ ମିଶ୍ରଣ କରି, ଏହା ନିଷ୍କର୍ଷିତ ହୋଇପାରେ ଯେ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଆୟତନ ସହିତ, ନମୁନା ଭିତରେ ଅଧିକ ଛୋଟ ଆକାରର ଛିଦ୍ର ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ।
ଚିତ୍ର 4A ଏବଂ 4D ରେ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ପରୀକ୍ଷଣ ତଥ୍ୟ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। ଚିତ୍ର 4A ରେ ପ୍ରସ୍ତୁତ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ର ବିଭିନ୍ନ ବାୟୁ ପରିମାଣ ଅନୁପାତ ସହିତ ସଙ୍କୋଚନାତ୍ମକ ଚାପ-ଚାପ ଆଚରଣ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ସମସ୍ତ ନମୁନାରେ ସମାନ ଅରେଖୀୟ ଚାପ-ଚାପ ଆଚରଣ ଅଛି। ପ୍ରତ୍ୟେକ ନମୁନା ପାଇଁ, ବର୍ଦ୍ଧିତ ଚାପ ସହିତ ଚାପ ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ର ସଙ୍କୋଚନାତ୍ମକ ଚାପ-ଚାପ ଆଚରଣରେ ଏକ ଘାତାଙ୍କୀୟ କର୍ଭ ଫିଟ୍ କରାଯାଇଥିଲା। ଚିତ୍ର 4B ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ରେ ଏକ ଆନୁମାନିକ ମଡେଲ୍ ଭାବରେ ଘାତାଙ୍କୀୟ କାର୍ଯ୍ୟ ପ୍ରୟୋଗ କରିବା ପରେ ଫଳାଫଳ ଦର୍ଶାଉଛି।
ବିଭିନ୍ନ ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ସହିତ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ ଫୋମ୍ ପାଇଁ, ସେମାନଙ୍କର ସଙ୍କୋଚନାତ୍ମକ ମଡ୍ୟୁଲସ୍ (E0) ମଧ୍ୟ ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଇଥିଲା। ହାଇଡ୍ରୋଜେଲର ବିଶ୍ଳେଷଣ ପରି, ସଙ୍କୋଚନାତ୍ମକ ୟଙ୍ଗଙ୍କ ମଡ୍ୟୁଲସ୍ 20% ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଷ୍ଟ୍ରେନ୍ ପରିସର ମଧ୍ୟରେ ଅନୁସନ୍ଧାନ କରାଯାଇଥିଲା। ସଙ୍କୋଚନ ପରୀକ୍ଷାର ଫଳାଫଳ ଚିତ୍ର 4C ରେ ଦେଖାଯାଇଛି। ଚିତ୍ର 4C ରେ ଫଳାଫଳ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ନମୁନା 50 ରୁ ନମୁନା 110 କୁ ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ହ୍ରାସ ପାଇବା ସହିତ, ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ ଫୋମ୍ ର ସଙ୍କୋଚନାତ୍ମକ ୟଙ୍ଗଙ୍କ ମଡ୍ୟୁଲସ୍ E0 10.86 kPa ରୁ 18 kPa କୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ।
ସେହିପରି, ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଚାପ-ଚାପ କର୍ଭ, ଏବଂ ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ସଙ୍କୋଚନାତ୍ମକ ଚାପ ଏବଂ ଷ୍ଟ୍ରେନ୍ ମୂଲ୍ୟଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରାପ୍ତ ହୋଇଥିଲା। ଚିତ୍ର 4D ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ସଙ୍କୋଚନାତ୍ମକ ଚାପ ଏବଂ ଷ୍ଟ୍ରେନ୍ ଦର୍ଶାଉଛି। ପ୍ରତ୍ୟେକ ଡାଟା ପଏଣ୍ଟ ହେଉଛି ତିନୋଟି ପରୀକ୍ଷା ଫଳାଫଳର ହାରାହାରି। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ସଙ୍କୋଚନାତ୍ମକ ଚାପ 9.84 kPa ରୁ 17.58 kPa କୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ ଏବଂ ଗ୍ୟାସ୍ ପରିମାଣ ହ୍ରାସ ପାଏ। ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ଷ୍ଟ୍ରେନ୍ ପ୍ରାୟ 38% ରେ ସ୍ଥିର ରହିଥାଏ।
ଚିତ୍ର 2 (A, B, ଏବଂ C) ଯଥାକ୍ରମେ ନମୁନା 50, 100, ଏବଂ 110 ସହିତ ସମାନ ଭିନ୍ନ ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ସହିତ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍‌ର CT ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକୁ ଦର୍ଶାଉଛି। ଚିତ୍ରଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ଗଠିତ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ପ୍ରାୟ ସମାନ। ନମୁନା 100 ଏବଂ 110 ରେ ଅଳ୍ପ ସଂଖ୍ୟକ ଫାଙ୍କ ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା। ଏହି ଫାଙ୍କଗୁଡ଼ିକର ଗଠନ ଜେଲେସନ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲରେ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଚାପ ଯୋଗୁଁ ହୋଇପାରେ। ଆମେ ପ୍ରତ୍ୟେକ ନମୁନାର 5ଟି କ୍ରସ୍ ସେକ୍ସନ୍ ପାଇଁ HU ମୂଲ୍ୟ ଗଣନା କରିଛୁ ଏବଂ ସେଗୁଡ଼ିକୁ ସମାନ ତତ୍ତ୍ୱିକ ଗଣନା ଫଳାଫଳ ସହିତ ସାରଣୀ 5 ରେ ତାଲିକାଭୁକ୍ତ କରିଛୁ।
ସାରଣୀ 5 ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ବିଭିନ୍ନ ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ସହିତ ନମୁନାଗୁଡ଼ିକ ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ HU ମୂଲ୍ୟ ପାଇଥିଲେ। 50 ml, 100 ml ଏବଂ 110 ml ଗୋଷ୍ଠୀ ମଧ୍ୟରେ ସର୍ବାଧିକ p ମୂଲ୍ୟ 0.004 < 0.05 ଥିଲା, ଯାହା ଫଳାଫଳର ପରିସଂଖ୍ୟାନଗତ ଗୁରୁତ୍ୱକୁ ସୂଚିତ କରେ। ପରୀକ୍ଷିତ ତିନୋଟି ନମୁନା ମଧ୍ୟରୁ, 50 ml ମିଶ୍ରଣ ସହିତ ନମୁନାରେ ମାନବ ଫୁସଫୁସ ସହିତ ନିକଟତମ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ଥିଲା। ସାରଣୀ 5 ର ଶେଷ ସ୍ତମ୍ଭ ହେଉଛି ମାପ କରାଯାଇଥିବା ଫୋମ୍ ମୂଲ୍ୟ \(\:\rho\:\) ଉପରେ ଆଧାରିତ ତାତ୍ତ୍ୱିକ ଗଣନା ଦ୍ୱାରା ପ୍ରାପ୍ତ ଫଳାଫଳ। ତାତ୍ତ୍ୱିକ ଫଳାଫଳ ସହିତ ମାପ କରାଯାଇଥିବା ତଥ୍ୟ ତୁଳନା କରି, ଏହା ମିଳିପାରିବ ଯେ CT ସ୍କାନିଂ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରାପ୍ତ HU ମୂଲ୍ୟଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ ତାତ୍ତ୍ୱିକ ଫଳାଫଳର ନିକଟତର, ଯାହା ଚିତ୍ର 1C ରେ ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ଗଣନା ଫଳାଫଳକୁ ନିଶ୍ଚିତ କରେ।
ଏହି ଅଧ୍ୟୟନର ମୁଖ୍ୟ ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟ ହେଉଛି ମାନବ ଫୁସଫୁସ ସହିତ ତୁଳନୀୟ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ସହିତ ଏକ ସାମଗ୍ରୀ ସୃଷ୍ଟି କରିବା। ଏହି ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟ ମାନବ ଫୁସଫୁସ ସହିତ ଯଥାସମ୍ଭବ ନିକଟତର ଉପଯୁକ୍ତ ଟିସୁ-ସମତୁଲ୍ୟ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ ସହିତ ଏକ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍-ଆଧାରିତ ସାମଗ୍ରୀ ବିକଶିତ କରି ହାସଲ କରାଯାଇଥିଲା। ତାତ୍ତ୍ୱିକ ଗଣନା ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଦ୍ଦେଶିତ, ସୋଡିୟମ୍ ଆଲଜିନେଟ୍ ଦ୍ରବଣ, CaCO3, GDL ଏବଂ SLES 70 କୁ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଭାବରେ ମିଶ୍ରଣ କରି ଭିନ୍ନ ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ସହିତ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା। ରୂପଗତ ବିଶ୍ଳେଷଣରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ ଏକ ସମନ୍ୱିତ ତ୍ରି-ପରିମାଣୀୟ ସ୍ଥିର ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ଗଠିତ ହୋଇଥିଲା। ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରି, ଫୋମର ଘନତ୍ୱ ଏବଂ ଛିଦ୍ରତା ଇଚ୍ଛାନୁସାରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରାଯାଇପାରିବ। ବାୟୁ ଆୟତନ ପରିମାଣ ବୃଦ୍ଧି ସହିତ, ଛିଦ୍ର ଆକାର ସାମାନ୍ୟ ହ୍ରାସ ପାଏ ଏବଂ ଛିଦ୍ର ସଂଖ୍ୟା ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। ଆଲଜିନେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରିବା ପାଇଁ ସଙ୍କୋଚନ ପରୀକ୍ଷା କରାଯାଇଥିଲା। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଇଥିଲା ଯେ ସଙ୍କୋଚନ ପରୀକ୍ଷାରୁ ପ୍ରାପ୍ତ ସଙ୍କୋଚନ ମଡ୍ୟୁଲ୍ସ (E0) ମାନବ ଫୁସଫୁସ ପାଇଁ ଆଦର୍ଶ ପରିସର ମଧ୍ୟରେ ଅଛି। ବାୟୁ ଆୟତନ ଅନୁପାତ ହ୍ରାସ ପାଇବା ସହିତ E0 ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। ପ୍ରସ୍ତୁତ ନମୁନାଗୁଡ଼ିକର ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ (HU)ର ମୂଲ୍ୟ ନମୁନାଗୁଡ଼ିକର CT ତଥ୍ୟ ଆଧାରରେ ପ୍ରାପ୍ତ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ତାତ୍ତ୍ୱିକ ଗଣନାର ଫଳାଫଳ ସହିତ ତୁଳନା କରାଯାଇଥିଲା। ଫଳାଫଳ ଅନୁକୂଳ ଥିଲା। ମାପ କରାଯାଇଥିବା ମୂଲ୍ୟ ମଧ୍ୟ ମାନବ ଫୁସଫୁସର HU ମୂଲ୍ୟର ନିକଟତର। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ମାନବ ଫୁସଫୁସର ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ଅନୁକରଣ କରୁଥିବା ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକର ଏକ ଆଦର୍ଶ ମିଶ୍ରଣ ସହିତ ଟିସୁ-ନକଲ ହାଇଡ୍ରୋଜେଲ୍ ଫୋମ୍ ସୃଷ୍ଟି କରିବା ସମ୍ଭବ।
ଆଶାଜନକ ଫଳାଫଳ ସତ୍ତ୍ୱେ, ବିଶ୍ୱ ଏବଂ ସ୍ଥାନୀୟ ସ୍ତରରେ ତାତ୍ତ୍ୱିକ ଗଣନା ଏବଂ ପ୍ରକୃତ ମାନବ ଫୁସଫୁସରୁ ପୂର୍ବାନୁମାନ ସହିତ ମେଳ ଖାଉଥିବା ପାଇଁ ବାୟୁ ପରିମାଣ ଅନୁପାତ ଏବଂ ପୋରୋସିଟିକୁ ଭଲ ଭାବରେ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା ପାଇଁ ବର୍ତ୍ତମାନର ନିର୍ମାଣ ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକୁ ଉନ୍ନତ କରାଯିବା ଆବଶ୍ୟକ। ବର୍ତ୍ତମାନର ଅଧ୍ୟୟନ ସଙ୍କୋଚନ ଯାନ୍ତ୍ରିକତା ପରୀକ୍ଷା କରିବା ପାଇଁ ମଧ୍ୟ ସୀମିତ, ଯାହା ଶ୍ୱାସକ୍ରିୟା ଚକ୍ରର ସଙ୍କୋଚନ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ଫ୍ୟାଣ୍ଟମର ସମ୍ଭାବ୍ୟ ପ୍ରୟୋଗକୁ ସୀମିତ କରେ। ଭବିଷ୍ୟତ ଗବେଷଣା ଗତିଶୀଳ ଲୋଡିଂ ପରିସ୍ଥିତିରେ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକର ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରିବା ପାଇଁ ଟେନସାଇଲ୍ ପରୀକ୍ଷଣ ସହିତ ସାମଗ୍ରୀର ସାମଗ୍ରିକ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ସ୍ଥିରତା ତଦନ୍ତ କରି ଲାଭବାନ ହେବ। ଏହି ସୀମା ସତ୍ତ୍ୱେ, ଅଧ୍ୟୟନ ମାନବ ଫୁସଫୁସକୁ ଅନୁକରଣ କରୁଥିବା ଏକକ ସାମଗ୍ରୀରେ ରେଡିଓଲୋଜିକାଲ୍ ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ମିଶ୍ରଣ କରିବାର ପ୍ରଥମ ସଫଳ ପ୍ରୟାସ।
ବର୍ତ୍ତମାନର ଅଧ୍ୟୟନ ସମୟରେ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା ଏବଂ/ଅଥବା ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିବା ଡାଟାସେଟ୍ଗୁଡ଼ିକ ଯୁକ୍ତିଯୁକ୍ତ ଅନୁରୋଧ ପରେ ସମ୍ପୃକ୍ତ ଲେଖକଙ୍କଠାରୁ ଉପଲବ୍ଧ। ପରୀକ୍ଷଣ ଏବଂ ଡାଟାସେଟ୍ ଉଭୟ ପୁନଃଉତ୍ପାଦନଯୋଗ୍ୟ।
ଗୀତ, ଜି., ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ। କର୍କଟ ବିକିରଣ ଚିକିତ୍ସା ପାଇଁ ନୂତନ ନାନୋଟେକ୍ନୋଲୋଜି ଏବଂ ଉନ୍ନତ ସାମଗ୍ରୀ। ଆଡଭାନ୍ସ ମାଟର୍। 29, 1700996। https://doi.org/10.1002/adma.201700996 (2017)।
କିଲ୍, ପିଜେ, ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ। ରେଡିଏସନ୍ ଅଙ୍କୋଲୋଜିରେ ଶ୍ୱାସକ୍ରିୟା ଗତି ପରିଚାଳନା ଉପରେ AAPM 76a ଟାସ୍କ ଫୋର୍ସର ରିପୋର୍ଟ। ମେଡିସିନ୍ ଫିଜି। 33, 3874–3900। https://doi.org/10.1118/1.2349696 (2006)।
ଆଲ-ମାୟା, ଏ., ମୋସେଲି, ଜେ., ଏବଂ ବ୍ରକ୍, କେ.କେ. ମାନବ ଫୁସଫୁସରେ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ଏବଂ ସାମଗ୍ରୀ ଅଣରେଖୀୟତା ମଡେଲିଂ। ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ ଏବଂ ଔଷଧ ଏବଂ ଜୀବବିଜ୍ଞାନ 53, 305–317। https://doi.org/10.1088/0031-9155/53/1/022 (2008)।
ୱାଙ୍ଗ, ଏକ୍ସ., ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ। 3D ବାୟୋପ୍ରିଣ୍ଟିଂ ଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା ଟ୍ୟୁମର ପରି ଫୁସଫୁସ କର୍କଟ ମଡେଲ। 3. ବାୟୋଟେକ୍ନୋଲୋଜି। 8 https://doi.org/10.1007/s13205-018-1519-1 (2018)।
ଲି, ଏମ୍., ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ। ଫୁସଫୁସ ବିକୃତି ମଡେଲିଂ: ବିକୃତ ପ୍ରତିଛବି ପଞ୍ଜୀକରଣ କୌଶଳ ଏବଂ ସ୍ଥାନିକ ଭାବରେ ପରିବର୍ତ୍ତନଶୀଳ ୟଙ୍ଗଙ୍କ ମଡ୍ୟୁଲସ୍ ଆକଳନକୁ ମିଶ୍ରଣ କରୁଥିବା ଏକ ପଦ୍ଧତି। ମେଡ୍. ଫିଜି. 40, 081902। https://doi.org/10.1118/1.4812419 (2013)।
ଗୁଇମାରେସ୍, ସିଏଫ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ। ଜୀବନ୍ତ ଟିସୁର କଠୋରତା ଏବଂ ଟିସୁ ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂ ପାଇଁ ଏହାର ପ୍ରଭାବ। ପ୍ରକୃତି ସମୀକ୍ଷା ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ ପରିବେଶ 5, 351–370 (2020)।