nature.com သို့ ဝင်ရောက်ကြည့်ရှုသည့်အတွက် ကျေးဇူးတင်ပါသည်။ သင်အသုံးပြုနေသော browser ဗားရှင်းတွင် CSS ပံ့ပိုးမှု အကန့်အသတ်ရှိသည်။ အကောင်းဆုံးအတွေ့အကြုံအတွက်၊ နောက်ဆုံးထွက် browser ဗားရှင်းကို အသုံးပြုရန် (သို့မဟုတ် Internet Explorer ရှိ compatibility mode ကို ပိတ်ရန်) အကြံပြုအပ်ပါသည်။ ထို့အပြင်၊ ပံ့ပိုးမှုဆက်လက်ရရှိစေရန်အတွက် ဤဆိုက်တွင် style များ သို့မဟုတ် JavaScript မပါဝင်ပါ။
ကိုယ်တွင်းအင်္ဂါများနှင့် တစ်ရှူးများ ရွေ့လျားမှုသည် ရောင်ခြည်ကုထုံးအတွင်း X-ray များ၏ အနေအထားတွင် အမှားအယွင်းများ ဖြစ်စေနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် ရောင်ခြည်ကုထုံးကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် လုပ်ဆောင်ရန်အတွက် ကိုယ်တွင်းအင်္ဂါလှုပ်ရှားမှုကို အတုယူရန်အတွက် တစ်ရှူးနှင့်ညီမျှသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ရောင်ခြည်ဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများရှိသော ပစ္စည်းများကို လိုအပ်ပါသည်။ သို့သော်၊ ထိုကဲ့သို့သော ပစ္စည်းများကို တီထွင်ထုတ်လုပ်ခြင်းသည် စိန်ခေါ်မှုတစ်ရပ်အဖြစ် ရှိနေဆဲဖြစ်သည်။ Alginate hydrogels များသည် extracellular matrix နှင့်ဆင်တူသော ဂုဏ်သတ္တိများရှိပြီး တစ်ရှူးနှင့်ညီမျှသော ပစ္စည်းများအနေဖြင့် အလားအလာကောင်းများ ရှိစေသည်။ ဤလေ့လာမှုတွင်၊ လိုချင်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ရောင်ခြည်ဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများရှိသော alginate hydrogel foams များကို in situ Ca2+ ထုတ်လွှတ်မှုဖြင့် ပေါင်းစပ်ခဲ့သည်။ သတ်မှတ်ထားသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ရောင်ခြည်ဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများရှိသော hydrogel foams များရရှိရန် လေနှင့်ထုထည်အချိုးကို ဂရုတစိုက်ထိန်းချုပ်ခဲ့သည်။ ပစ္စည်းများ၏ macro- နှင့် micromorphology ကို သွင်ပြင်လက္ခဏာပြခဲ့ပြီး ဖိသိပ်မှုအောက်ရှိ hydrogel foams များ၏ အပြုအမူကို လေ့လာခဲ့သည်။ ရောင်ခြည်ဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို သီအိုရီအရ ခန့်မှန်းပြီး computed tomography ကို အသုံးပြု၍ စမ်းသပ်မှုအရ အတည်ပြုခဲ့သည်။ ဤလေ့လာမှုသည် ရောင်ခြည်ကုထုံးအတွင်း ရောင်ခြည်ပမာဏ အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် လုပ်ဆောင်ခြင်းနှင့် အရည်အသွေးထိန်းချုပ်မှုအတွက် အသုံးပြုနိုင်သော တစ်ရှူးနှင့်ညီမျှသော ပစ္စည်းများ၏ အနာဂတ်ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအပေါ် အလင်းပြသည်။
ရောင်ခြည်ကုထုံးသည် ကင်ဆာရောဂါအတွက် အသုံးများသော ကုသမှုတစ်ခုဖြစ်သည်။ ကိုယ်တွင်းအင်္ဂါများနှင့် တစ်ရှူးများ ရွေ့လျားခြင်းသည် ရောင်ခြည်ကုထုံး ၂ အတွင်း X-ray များ၏ အနေအထားတွင် အမှားအယွင်းများ ဖြစ်ပေါ်စေလေ့ရှိပြီး ၎င်းသည် အကျိတ်ကို ကုသမှု ညံ့ဖျင်းစေပြီး ပတ်ဝန်းကျင်ရှိ ကျန်းမာသောဆဲလ်များကို မလိုအပ်သော ရောင်ခြည် အလွန်အကျွံ ထိတွေ့စေနိုင်သည်။ ကိုယ်တွင်းအင်္ဂါများနှင့် တစ်ရှူးများ၏ ရွေ့လျားမှုကို ခန့်မှန်းနိုင်စွမ်းသည် အကျိတ်တည်နေရာ အမှားအယွင်းများကို လျှော့ချရန်အတွက် အရေးကြီးပါသည်။ ဤလေ့လာမှုသည် အဆုတ်များကို အာရုံစိုက်ခဲ့ပြီး၊ လူနာများသည် ရောင်ခြည်ကုထုံးအတွင်း အသက်ရှူသောအခါ သိသာထင်ရှားသော ပုံပျက်ခြင်းနှင့် ရွေ့လျားမှုများ ဖြစ်ပေါ်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။ လူ့အဆုတ်များ၏ ရွေ့လျားမှုကို တုပရန် finite element မော်ဒယ်အမျိုးမျိုးကို တီထွင်ပြီး အသုံးချခဲ့သည် ၃၊ ၄၊ ၅။ သို့သော် လူ့ကိုယ်တွင်းအင်္ဂါများနှင့် တစ်ရှူးများတွင် ရှုပ်ထွေးသော ဂျီသြမေတြီများရှိပြီး လူနာအပေါ် များစွာမူတည်သည်။ ထို့ကြောင့် တစ်ရှူးနှင့်ညီမျှသော ဂုဏ်သတ္တိများရှိသော ပစ္စည်းများသည် သီအိုရီပုံစံများကို အတည်ပြုရန်၊ ဆေးကုသမှု တိုးတက်ကောင်းမွန်စေရန်နှင့် ဆေးဘက်ဆိုင်ရာ ပညာရေးရည်ရွယ်ချက်များအတွက် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာမော်ဒယ်များ တီထွင်ရာတွင် အလွန်အသုံးဝင်ပါသည်။
ရှုပ်ထွေးသော ပြင်ပနှင့် အတွင်းပိုင်းဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ ဂျီသြမေတြီများရရှိရန် ပျော့ပျောင်းသောတစ်ရှူးတုပသည့်ပစ္စည်းများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာခြင်းသည် ၎င်းတို့၏ မွေးရာပါ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ မကိုက်ညီမှုများသည် ပစ်မှတ်အသုံးချမှုများတွင် ကျရှုံးမှုများဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သောကြောင့် 6,7 ၏ အာရုံစိုက်မှုကို များစွာရရှိခဲ့သည်။ အလွန်အမင်း နူးညံ့မှု၊ ပျော့ပျောင်းမှုနှင့် ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ porosity တို့ကို ပေါင်းစပ်ထားသော အဆုတ်တစ်ရှူး၏ ရှုပ်ထွေးသော ဇီဝစက်ပိုင်းဆိုင်ရာများကို မော်ဒယ်လ်လုပ်ခြင်းသည် လူ့အဆုတ်ကို တိကျစွာပြန်လည်ထုတ်လုပ်သည့် မော်ဒယ်များ တီထွင်ရာတွင် သိသာထင်ရှားသောစိန်ခေါ်မှုတစ်ရပ်ကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ရေဒီယိုဓာတ်ရောင်ခြည်ဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများ ပေါင်းစပ်ခြင်းနှင့် ကိုက်ညီခြင်းသည် ကုထုံးဆိုင်ရာ ကြားဝင်ဆောင်ရွက်မှုများတွင် အဆုတ်မော်ဒယ်များ၏ ထိရောက်သောစွမ်းဆောင်ရည်အတွက် အရေးကြီးပါသည်။ ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုသည် လူနာတစ်ဦးချင်းစီအတွက် မော်ဒယ်များ တီထွင်ရာတွင် ထိရောက်မှုရှိကြောင်း သက်သေပြခဲ့ပြီး ရှုပ်ထွေးသောဒီဇိုင်းများကို လျင်မြန်စွာပုံစံငယ်ထုတ်နိုင်စေခဲ့သည်။ Shin နှင့်အဖွဲ့သည် 3D-ပုံနှိပ်ထားသော လေလမ်းကြောင်းများဖြင့် ပြန်လည်ထုတ်လုပ်နိုင်သော၊ ပုံပျက်နိုင်သော အဆုတ်မော်ဒယ်ကို တီထွင်ခဲ့သည်။ Haselaar နှင့်အဖွဲ့သည် ပုံရိပ်အရည်အသွေးအကဲဖြတ်ခြင်းနှင့် ရေဒီယိုဓာတ်ရောင်ခြည်ကုထုံးအတွက် အနေအထားအတည်ပြုခြင်းနည်းလမ်းများအတွက် အစစ်အမှန်လူနာများနှင့် အလွန်ဆင်တူသော phantom တစ်ခုကို တီထွင်ခဲ့သည်။ Hong နှင့်အဖွဲ့သည် ပမာဏ၏တိကျမှုကို အကဲဖြတ်ရန် အဆုတ်ဒဏ်ရာအမျိုးမျိုး၏ CT ပြင်းထန်မှုကို ပြန်လည်ထုတ်လုပ်ရန် 3D ပုံနှိပ်ခြင်းနှင့် ဆီလီကွန်သွန်းလုပ်ခြင်းနည်းပညာကို အသုံးပြု၍ ရင်ဘတ် CT မော်ဒယ်တစ်ခုကို တီထွင်ခဲ့သည်။ သို့သော်၊ ဤပုံစံငယ်များကို အဆုတ်တစ်ရှူးများ၏ ထိရောက်သောဂုဏ်သတ္တိများနှင့် အလွန်ကွာခြားသော ပစ္စည်းများဖြင့် မကြာခဏ ပြုလုပ်ထားလေ့ရှိသည်11။
လက်ရှိတွင် အဆုတ်ပုံရိပ်အများစုကို ဆီလီကွန် သို့မဟုတ် ပိုလီယူရီသိန်းအမြှုပ်များဖြင့် ပြုလုပ်ထားပြီး ၎င်းတို့သည် အစစ်အမှန် အဆုတ်အမြှေးပါး၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ရေဒီယိုသတ္တိကြွဂုဏ်သတ္တိများနှင့် မကိုက်ညီပါ။၁၂,၁၃ အယ်လ်ဂျီနိတ် ဟိုက်ဒရိုဂျယ်များသည် ဇီဝနှင့် လိုက်ဖက်ညီပြီး ၎င်းတို့၏ ချိန်ညှိနိုင်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကြောင့် တစ်ရှူးအင်ဂျင်နီယာတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုခဲ့ကြသည်။၁၄ သို့သော် အဆုတ်တစ်ရှူး၏ ပျော့ပျောင်းမှုနှင့် ဖြည့်သွင်းမှုဖွဲ့စည်းပုံကို တိကျစွာတုပသည့် အဆုတ်ပုံရိပ်အတွက် လိုအပ်သော အလွန်နူးညံ့ပြီး အမြှုပ်ကဲ့သို့သော တည်ငြိမ်မှုကို ပြန်လည်ထုတ်လုပ်ခြင်းသည် စမ်းသပ်မှုဆိုင်ရာ စိန်ခေါ်မှုတစ်ခုအဖြစ် ရှိနေဆဲဖြစ်သည်။
ဤလေ့လာမှုတွင် အဆုတ်တစ်ရှူးသည် တစ်သားတည်းကျသော elastic ပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်ဟု ယူဆခဲ့သည်။ လူ့အဆုတ်တစ်ရှူး၏သိပ်သည်းဆ (\(\:\rho\:\)) သည် 1.06 g/cm3 ဖြစ်ပြီး ဖောင်းနေသောအဆုတ်၏သိပ်သည်းဆမှာ 0.26 g/cm315 ဖြစ်သည်ဟု သတင်းပို့ထားသည်။ အဆုတ်တစ်ရှူး၏ Young's modulus (MY) တန်ဖိုးအမျိုးမျိုးကို စမ်းသပ်နည်းလမ်းများကို အသုံးပြု၍ ရရှိခဲ့သည်။ Lai-Fook et al. 16 သည် တူညီသောဖောင်းပွမှုဖြင့် လူ့အဆုတ်၏ YM ကို 0.42–6.72 kPa ဟု တိုင်းတာခဲ့သည်။ Goss et al. 17 သည် magnetic resonance elastography ကို အသုံးပြု၍ 2.17 kPa ၏ YM ကို သတင်းပို့ခဲ့သည်။ Liu et al. 18 သည် 0.03–57.2 kPa ၏ တိုက်ရိုက်တိုင်းတာထားသော YM ကို သတင်းပို့ခဲ့သည်။ Ilegbusi et al. 19 သည် ရွေးချယ်ထားသော လူနာများထံမှ ရရှိသော 4D CT အချက်အလက်အပေါ် အခြေခံ၍ YM ကို 0.1–2.7 kPa ဟု ခန့်မှန်းခဲ့သည်။
အဆုတ်၏ ရေဒီယိုဓာတ်မှန်ဂုဏ်သတ္တိများအတွက်၊ အဆုတ်တစ်သျှူးနှင့် X-rays အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှု အပြုအမူကို ဖော်ပြရန် ကန့်သတ်ချက်များစွာကို အသုံးပြုထားပြီး၊ ဒြပ်စင်ဖွဲ့စည်းမှု၊ အီလက်ထရွန်သိပ်သည်းဆ (\(\:{\rho\:}_{e}\))၊ ထိရောက်သော အက်တမ်နံပါတ် (\(\:{Z}_{eff}\))၊ ပျမ်းမျှ လှုံ့ဆော်မှုစွမ်းအင် (\(\:I\))၊ mass attenuation coefficient (\(\:\mu\:/\rho\:\)) နှင့် Hounsfield unit (HU) တို့ အပါအဝင်၊ ၎င်းသည် \(\:\mu\:/\rho\:\) နှင့် တိုက်ရိုက်ဆက်စပ်နေသည်။
အီလက်ထရွန်သိပ်သည်းဆ \(\:{\rho\:}_{e}\) ကို ယူနစ်ထုထည်တစ်ခုလျှင် အီလက်ထရွန်အရေအတွက်အဖြစ် သတ်မှတ်ပြီး အောက်ပါအတိုင်း တွက်ချက်သည်-
ဤတွင် \(\:\rho\:\) သည် g/cm3 ဖြင့် ပစ္စည်း၏ သိပ်သည်းဆဖြစ်ပြီး၊ \(\:{N}_{A}\) သည် Avogadro ကိန်းသေဖြစ်ပြီး၊ \(\:{w}_{i}\) သည် mass fraction ဖြစ်ပြီး၊ \(\:{Z}_{i}\) သည် အက်တမ်နံပါတ်ဖြစ်ပြီး၊ \(\:{A}_{i}\) သည် i-ခုမြောက် ဒြပ်စင်၏ အက်တမ်အလေးချိန်ဖြစ်သည်။
အက်တမ်နံပါတ်သည် ပစ္စည်းအတွင်းရှိ ရောင်ခြည် အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှု၏ သဘောသဘာဝနှင့် တိုက်ရိုက်ဆက်စပ်နေသည်။ ဒြပ်စင်များစွာ (ဥပမာ၊ အထည်အလိပ်များ) ပါဝင်သော ဒြပ်ပေါင်းများနှင့် ရောစပ်မှုများအတွက်၊ ထိရောက်သော အက်တမ်နံပါတ် \(\:{Z}_{eff}\) ကို တွက်ချက်ရမည်။ ဤဖော်မြူလာကို Murthy et al. 20 မှ အဆိုပြုခဲ့သည်-
ပျမ်းမျှလှုံ့ဆော်မှုစွမ်းအင် \(\:I\) သည် ပစ်မှတ်ပစ္စည်းသည် ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်သော အမှုန်များ၏ kinetic စွမ်းအင်ကို မည်မျှလွယ်ကူစွာ စုပ်ယူသည်ကို ဖော်ပြထားသည်။ ၎င်းသည် ပစ်မှတ်ပစ္စည်း၏ ဂုဏ်သတ္တိများကိုသာ ဖော်ပြပြီး အမှုန်များ၏ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် မသက်ဆိုင်ပါ။ \(\:I\) ကို Bragg's additivity rule ကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်နိုင်သည်-
mass attenuation coefficient \(\:\mu\:/\rho\:\) သည် target material တွင် photons များ၏ ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်မှုနှင့် စွမ်းအင်ထုတ်လွှတ်မှုကို ဖော်ပြသည်။ အောက်ပါဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်နိုင်သည်-
\(\:x\) သည် ပစ္စည်း၏အထူဖြစ်ပြီး၊ \(\:{I}_{0}\) သည် အလင်းကျရောက်မှုပြင်းအားဖြစ်ပြီး၊ \(\:I\) သည် ပစ္စည်းထဲသို့ ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်ပြီးနောက် ဖိုတွန်ပြင်းအားဖြစ်သည်။ \(\:\mu\:/\rho\:\) အချက်အလက်များကို NIST 12621 စံနှုန်းကိုးကားဒေတာဘေ့စ်မှ တိုက်ရိုက်ရယူနိုင်သည်။ \(\:\mu\:/\rho\:\) ရောစပ်ထားသောပစ္စည်းများနှင့် ဒြပ်ပေါင်းများအတွက် တန်ဖိုးများကို အောက်ပါအတိုင်း ပေါင်းထည့်မှုစည်းမျဉ်းကို အသုံးပြု၍ ရယူနိုင်သည်။
HU သည် ကွန်ပျူတာဓာတ်မှန်ရိုက်ခြင်း (CT) အချက်အလက်ကို အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုရာတွင် ရေဒီယိုသတ္တိကြွသိပ်သည်းဆကို တိုင်းတာသည့် စံသတ်မှတ်ထားသော အတိုင်းအတာမဲ့ယူနစ်တစ်ခုဖြစ်ပြီး တိုင်းတာထားသော လျော့ပါးမှုကိန်း \(\:\mu\:\) မှ လိုင်းနရီအတိုင်း ပြောင်းလဲထားသည်။ ၎င်းကို အောက်ပါအတိုင်း အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုထားသည်-
ဤတွင် \(\:{\mu\:}_{water}\) သည် ရေ၏ attenuation coefficient ဖြစ်ပြီး \(\:{\mu\:}_{air}\) သည် လေ၏ attenuation coefficient ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် ဖော်မြူလာ (6) မှ ရေ၏ HU တန်ဖိုးသည် 0 ဖြစ်ပြီး လေ၏ HU တန်ဖိုးသည် -1000 ဖြစ်ကြောင်း တွေ့ရှိရသည်။ လူ့အဆုတ်အတွက် HU တန်ဖိုးသည် -600 မှ -70022 အထိ ရှိသည်။
တစ်ရှူးနှင့်ညီမျှသော ပစ္စည်းများစွာကို တီထွင်ခဲ့ကြသည်။ Griffith နှင့်အဖွဲ့သည် လူ့အဆုတ်အပါအဝင် လူ့အင်္ဂါအစိတ်အပိုင်းအမျိုးမျိုး၏ linear attenuation coefficients များကို တုပရန် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ် (CaCO3) ပါဝင်မှုအမျိုးမျိုးကို ထည့်သွင်းထားသည့် polyurethane (PU) ဖြင့်ပြုလုပ်ထားသော လူ့ခန္ဓာကိုယ်၏ တစ်ရှူးနှင့်ညီမျှသော မော်ဒယ်တစ်ခုကို တီထွင်ခဲ့ပြီး မော်ဒယ်ကို Griffith ဟု အမည်ပေးခဲ့သည်။ Taylor24 သည် Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) မှ တီထွင်ထားသော ဒုတိယမြောက် အဆုတ်တစ်ရှူးနှင့်ညီမျှသော မော်ဒယ်ကို တင်ပြခဲ့ပြီး LLLL1 ဟု အမည်ပေးခဲ့သည်။ Traub နှင့်အဖွဲ့သည် ALT2 ဟု အမည်ပေးထားသော 5.25% CaCO3 ပါဝင်သော Foamex XRS-272 ကို စွမ်းဆောင်ရည်မြှင့်တင်ပေးသည့်အရာအဖြစ် အသုံးပြု၍ အဆုတ်တစ်ရှူးအစားထိုးပစ္စည်းအသစ်တစ်ခုကို တီထွင်ခဲ့သည်။ ဇယား ၁ နှင့် ၂ တွင် \(\:\rho\:\), \(\:{\rho\:}_{e}\), \(\:{Z}_{eff}\), \(\:I\) နှင့် လူ့အဆုတ် (ICRU-44) နှင့် အထက်ဖော်ပြပါ တစ်ရှူးနှင့်ညီမျှသော မော်ဒယ်များအတွက် mass attenuation coefficients များကို နှိုင်းယှဉ်ပြထားသည်။
ရရှိထားသော အလွန်ကောင်းမွန်သော ရေဒီယိုဓာတ်ရောင်ခြည်ဂုဏ်သတ္တိများရှိသော်လည်း၊ phantom ပစ္စည်းအားလုံးနီးပါးကို polystyrene foam ဖြင့် ပြုလုပ်ထားသောကြောင့် ဤပစ္စည်းများ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများသည် လူ့အဆုတ်များ၏ ဂုဏ်သတ္တိများကို မမီနိုင်ပါ။ polyurethane foam ၏ Young's modulus (YM) သည် 500 kPa ခန့်ရှိပြီး ပုံမှန်လူ့အဆုတ် (5-10 kPa ခန့်) နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက အကောင်းဆုံးမဟုတ်ပါ။ ထို့ကြောင့် အစစ်အမှန်လူ့အဆုတ်များ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ရေဒီယိုဓာတ်ရောင်ခြည်ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် ကိုက်ညီနိုင်သော ပစ္စည်းအသစ်တစ်ခုကို တီထွင်ရန် လိုအပ်ပါသည်။
ဟိုက်ဒရိုဂျယ်များကို တစ်ရှူးအင်ဂျင်နီယာတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသည်။ ၎င်း၏ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ဂုဏ်သတ္တိများသည် extracellular matrix (ECM) နှင့်ဆင်တူပြီး အလွယ်တကူ ချိန်ညှိနိုင်သည်။ ဤလေ့လာမှုတွင် သန့်စင်သော ဆိုဒီယမ် အယ်လ်ဂျီနိတ်ကို အမြှုပ်များပြင်ဆင်ရန်အတွက် ဇီဝပစ္စည်းအဖြစ် ရွေးချယ်ခဲ့သည်။ အယ်လ်ဂျီနိတ် ဟိုက်ဒရိုဂျယ်များသည် ဇီဝဗေဒနှင့် လိုက်ဖက်ညီပြီး ၎င်းတို့၏ ချိန်ညှိနိုင်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကြောင့် တစ်ရှူးအင်ဂျင်နီယာတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသည်။ ဆိုဒီယမ် အယ်လ်ဂျီနိတ် (C6H7NaO6)n ၏ ဒြပ်စင်ဖွဲ့စည်းမှုနှင့် Ca2+ ရှိနေခြင်းသည် ၎င်း၏ ရေဒီယိုသတ္တိကြွဂုဏ်သတ္တိများကို လိုအပ်သလို ချိန်ညှိနိုင်စေသည်။ ချိန်ညှိနိုင်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ရေဒီယိုသတ္တိကြွဂုဏ်သတ္တိများ ပေါင်းစပ်မှုကြောင့် အယ်လ်ဂျီနိတ် ဟိုက်ဒရိုဂျယ်များသည် ကျွန်ုပ်တို့၏လေ့လာမှုအတွက် အကောင်းဆုံးဖြစ်စေသည်။ အယ်လ်ဂျီနိတ် ဟိုက်ဒရိုဂျယ်များတွင် အထူးသဖြင့် အသက်ရှူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်များအတွင်း ရေရှည်တည်ငြိမ်မှုတွင် ကန့်သတ်ချက်များလည်းရှိသည်။ ထို့ကြောင့် ဤကန့်သတ်ချက်များကို ဖြေရှင်းရန် အနာဂတ်လေ့လာမှုများတွင် နောက်ထပ်တိုးတက်မှုများ လိုအပ်ပြီး မျှော်လင့်ရသည်။
ဤလုပ်ငန်းတွင်၊ လူ့အဆုတ်တစ်ရှူးများနှင့်ဆင်တူသော ထိန်းချုပ်နိုင်သော rho တန်ဖိုးများ၊ elasticity နှင့် radiological ဂုဏ်သတ္တိများရှိသော alginate hydrogel foam ပစ္စည်းကို ကျွန်ုပ်တို့ တီထွင်ခဲ့ပါသည်။ ဤလေ့လာမှုသည် ချိန်ညှိနိုင်သော elastic နှင့် radiological ဂုဏ်သတ္တိများရှိသော တစ်ရှူးကဲ့သို့သော phantom များ ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် အထွေထွေဖြေရှင်းချက်တစ်ခုကို ပေးစွမ်းပါမည်။ ပစ္စည်းဂုဏ်သတ္တိများကို မည်သည့်လူ့တစ်ရှူးနှင့် အင်္ဂါအစိတ်အပိုင်းအတွက်မဆို အလွယ်တကူ စိတ်ကြိုက်ပြင်ဆင်နိုင်ပါသည်။
ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်၏ ပစ်မှတ်လေနှင့် ထုထည်အချိုးကို လူ့အဆုတ်၏ HU အပိုင်းအခြား (-၆၀၀ မှ -၇၀၀) ကို အခြေခံ၍ တွက်ချက်ခဲ့သည်။ အမြှုပ်သည် လေနှင့် ဓာတုဗေဒနည်းဖြင့် ပြုလုပ်ထားသော အယ်လ်ဂျီနိတ် ဟိုက်ဒရိုဂျယ်တို့၏ ရိုးရှင်းသော ရောစပ်မှုတစ်ခုဟု ယူဆခဲ့သည်။ တစ်ဦးချင်းဒြပ်စင်များ၏ ရိုးရှင်းသော ပေါင်းထည့်မှုစည်းမျဉ်းကို အသုံးပြု၍ လေ၏ ထုထည်အပိုင်းအခြားနှင့် ဓာတုဗေဒနည်းဖြင့် ပြုလုပ်ထားသော အယ်လ်ဂျီနိတ် ဟိုက်ဒရိုဂျယ်၏ ထုထည်အချိုးကို တွက်ချက်နိုင်သည်။
အယ်လ်ဂျီနိတ် ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်များကို Sigma-Aldrich ကုမ္ပဏီ၊ စိန့်လူးဝစ်၊ မစ်ဆူရီမှ ဝယ်ယူထားသော ဆိုဒီယမ် အယ်လ်ဂျီနိတ် (အပိုင်းနံပါတ် W201502)၊ CaCO3 (အပိုင်းနံပါတ် 795445၊ MW: 100.09) နှင့် GDL (အပိုင်းနံပါတ် G4750၊ MW: 178.14) တို့ကို အသုံးပြု၍ ပြင်ဆင်ထားသည်။ 70% ဆိုဒီယမ် လောရယ် အီသာ ဆာလဖိတ် (SLES 70) ကို Renowned Trading LLC မှ ဝယ်ယူခဲ့သည်။ အမြှုပ်ပြင်ဆင်မှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင် အိုင်းယွန်းကင်းစင်သောရေကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ ဆိုဒီယမ် အယ်လ်ဂျီနိတ်ကို အခန်းအပူချိန်တွင် အိုင်းယွန်းကင်းစင်သောရေတွင် အဆက်မပြတ်မွှေပေးခြင်းဖြင့် (600 rpm) ပျော်ဝင်စေပြီး တစ်သားတည်းဖြစ်သော အဝါရောင် ကြည်လင်သော အရည်ရရှိသည်အထိ ပျော်ဝင်စေသည်။ GDL နှင့် ပေါင်းစပ်၍ CaCO3 ကို gelation စတင်ရန် Ca2+ အရင်းအမြစ်အဖြစ် အသုံးပြုခဲ့သည်။ SLES 70 ကို ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အတွင်း အပေါက်များသောဖွဲ့စည်းပုံတစ်ခုဖွဲ့စည်းရန် surfactant အဖြစ် အသုံးပြုခဲ့သည်။ အယ်လ်ဂျီနိတ်ပါဝင်မှုကို 5% တွင် ထိန်းသိမ်းထားပြီး Ca2+:-COOH မိုလာအချိုးကို 0.18 တွင် ထိန်းသိမ်းထားသည်။ pH ကြားနေကို ထိန်းသိမ်းရန်အတွက် အမြှုပ်ပြင်ဆင်နေစဉ်အတွင်း CaCO3:GDL မိုလာအချိုးကိုလည်း 0.5 တွင် ထိန်းသိမ်းထားသည်။ တန်ဖိုးမှာ ၂၆ ဖြစ်သည်။ SLES 70 ၏ ၂% ပမာဏကို နမူနာအားလုံးသို့ ထည့်သွင်းခဲ့သည်။ အဖုံးပါသော ဘီကာတစ်ခုကို ဖျော်ရည်နှင့် လေ၏ ရောစပ်အချိုးကို ထိန်းချုပ်ရန် အသုံးပြုခဲ့သည်။ ဘီကာ၏ စုစုပေါင်း ပမာဏမှာ ၁၄၀ မီလီလီတာ ဖြစ်သည်။ သီအိုရီဆိုင်ရာ တွက်ချက်မှုရလဒ်များအပေါ် အခြေခံ၍ ရောစပ်ထားသော ပမာဏအမျိုးမျိုး (၅၀ မီလီလီတာ၊ ၁၀၀ မီလီလီတာ၊ ၁၁၀ မီလီလီတာ) ကို ဘီကာထဲသို့ ထည့်ကာ လေနှင့် ရောနှောရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားပြီး အခြားနမူနာနှစ်ခုရှိ လေပမာဏအချိုးကို ထိန်းချုပ်ထားသည်။ ပထမဦးစွာ SLES 70 ကို alginate ဖျော်ရည်ထဲသို့ ထည့်ကာ လျှပ်စစ်မွှေစက်ဖြင့် လုံးဝရောနှောသွားသည်အထိ မွှေပေးသည်။ ထို့နောက် CaCO3 ဆိုင်းထိန်းရည်ကို ရောစပ်ထားသော အရည်ထဲသို့ ထည့်ကာ ရောစပ်ထားသော အရည် လုံးဝရောနှောသွားသည်အထိ အဆက်မပြတ်မွှေပေးပြီး ၎င်း၏အရောင်သည် အဖြူရောင်သို့ ပြောင်းလဲသွားသည်အထိ မွှေပေးသည်။ နောက်ဆုံးတွင် gelation စတင်ရန် GDL ဖျော်ရည်ကို ရောစပ်ထားသော အရည်ထဲသို့ ထည့်ကာ လုပ်ငန်းစဉ်တစ်လျှောက်လုံး စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ မွှေပေးမှုကို ထိန်းသိမ်းထားခဲ့သည်။ အရောအနှော ၅၀ မီလီလီတာပါဝင်သော နမူနာအတွက်၊ အရောအနှော၏ ပမာဏပြောင်းလဲခြင်းရပ်တန့်သွားသောအခါ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာမွှေခြင်းကို ရပ်တန့်လိုက်သည်။ အရောအနှော ၁၀၀ မီလီလီတာနှင့် ၁၁၀ မီလီလီတာပါဝင်သော နမူနာများအတွက်၊ အရောအနှောသည် ဘီကာထဲသို့ ပြည့်သွားသောအခါ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာမွှေခြင်းကို ရပ်တန့်လိုက်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့သည် ၅၀ မီလီလီတာနှင့် ၁၀၀ မီလီလီတာအကြား ပမာဏရှိသော ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်များကို ပြင်ဆင်ရန်လည်း ကြိုးစားခဲ့သည်။ သို့သော်၊ အမြှုပ်၏ဖွဲ့စည်းပုံမတည်ငြိမ်မှုကို တွေ့ရှိခဲ့သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းသည် လေရောနှောမှုအပြည့်အဝအခြေအနေနှင့် လေပမာဏထိန်းချုပ်မှုအခြေအနေအကြားတွင် အတက်အကျရှိပြီး ပမာဏထိန်းချုပ်မှု မညီမညာဖြစ်နေသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ ဤမတည်ငြိမ်မှုကြောင့် တွက်ချက်မှုများတွင် မသေချာမရေရာမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေခဲ့ပြီး ထို့ကြောင့် ဤပမာဏအပိုင်းအခြားကို ဤလေ့လာမှုတွင် မထည့်သွင်းခဲ့ပါ။
ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်နမူနာ၏ ဒြပ်ထု (m) နှင့် ထုထည် (V) ကို တိုင်းတာခြင်းဖြင့် သိပ်သည်းဆ (\:rho\:\) ကို တွက်ချက်သည်။
Zeiss Axio Observer A1 ကင်မရာကို အသုံးပြု၍ ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်များ၏ အလင်းအမှောင် အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖြင့် ရိုက်ကူးထားသော ရုပ်ပုံများကို ရရှိခဲ့သည်။ ရရှိလာသော ရုပ်ပုံများအပေါ် အခြေခံ၍ သတ်မှတ်ထားသော ဧရိယာတစ်ခုရှိ နမူနာတစ်ခုရှိ အပေါက်များ၏ အရေအတွက်နှင့် အရွယ်အစား ဖြန့်ဖြူးမှုကို တွက်ချက်ရန် ImageJ ဆော့ဖ်ဝဲကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ အပေါက်ပုံသဏ္ဍာန်ကို စက်ဝိုင်းပုံဟု ယူဆထားသည်။
alginate hydrogel foam များ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို လေ့လာရန်အတွက် TESTRESOURCES 100 series စက်ကို အသုံးပြု၍ uniaxial compression test များကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ နမူနာများကို ထောင့်မှန်စတုဂံတုံးများအဖြစ် ဖြတ်တောက်ပြီး block အတိုင်းအတာများကို တိုင်းတာကာ stress နှင့် strains များကို တွက်ချက်ခဲ့သည်။ crosshead speed ကို 10 mm/min တွင် သတ်မှတ်ထားသည်။ နမူနာတစ်ခုစီအတွက် နမူနာသုံးခုကို စမ်းသပ်ခဲ့ပြီး ရလဒ်များမှ ပျမ်းမျှနှင့် standard deviation ကို တွက်ချက်ခဲ့သည်။ ဤလေ့လာမှုသည် alginate hydrogel foam များ၏ compressive mechanical properties များကို အာရုံစိုက်ခဲ့ပြီး အသက်ရှူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာ စက်ဝန်း၏ အဆင့်တစ်ခုတွင် compressive forces များကို ခံရသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ extensibility သည် အရေးကြီးပါသည်၊ အထူးသဖြင့် အဆုတ်တစ်ရှူး၏ dynamic behavior အပြည့်အဝကို ထင်ဟပ်စေရန်ဖြစ်ပြီး ၎င်းကို နောင်လေ့လာမှုများတွင် စုံစမ်းစစ်ဆေးသွားမည်ဖြစ်သည်။
ပြင်ဆင်ထားသော hydrogel foam နမူနာများကို Siemens SOMATOM Drive dual-channel CT scanner တွင် scan ဖတ်ခဲ့သည်။ scanning parameters များကို အောက်ပါအတိုင်း သတ်မှတ်ထားသည်- 40 mAs၊ 120 kVp နှင့် 1 mm slice thickness။ ရရှိလာသော DICOM ဖိုင်များကို MicroDicom DICOM Viewer software ကို အသုံးပြု၍ နမူနာတစ်ခုစီ၏ cross-section ၅ ခု၏ HU တန်ဖိုးများကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့သည်။ CT မှရရှိသော HU တန်ဖိုးများကို နမူနာများ၏ သိပ်သည်းဆဒေတာအပေါ် အခြေခံ၍ သီအိုရီဆိုင်ရာ တွက်ချက်မှုများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ခဲ့သည်။
ဤလေ့လာမှု၏ ရည်ရွယ်ချက်မှာ ပျော့ပျောင်းသောပစ္စည်းများကို အင်ဂျင်နီယာပြုလုပ်ခြင်းဖြင့် တစ်ဦးချင်းကိုယ်တွင်းအင်္ဂါပုံစံများနှင့် အတုဇီဝဗေဒဆိုင်ရာတစ်ရှူးများ ထုတ်လုပ်ခြင်းကို တော်လှန်ပြောင်းလဲရန်ဖြစ်သည်။ လူ့အဆုတ်၏ လုပ်ဆောင်နေသော ယန္တရားများနှင့် ကိုက်ညီသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ရေဒီယိုဓာတ်ရောင်ခြည်ဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများပါရှိသော ပစ္စည်းများကို တီထွင်ခြင်းသည် ဆေးဘက်ဆိုင်ရာလေ့ကျင့်မှု၊ ခွဲစိတ်ကုသမှုစီမံကိန်းနှင့် ရောင်ခြည်ကုထုံးစီမံကိန်းရေးဆွဲခြင်းတို့ကို တိုးတက်ကောင်းမွန်အောင်လုပ်ဆောင်ခြင်းကဲ့သို့သော ပစ်မှတ်ထားအသုံးချမှုများအတွက် အရေးကြီးပါသည်။ ပုံ ၁က တွင်၊ လူ့အဆုတ်ပုံစံများကို ထုတ်လုပ်ရန်အသုံးပြုသည်ဟု ယူဆရသော ပျော့ပျောင်းသောပစ္စည်းများ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ရေဒီယိုဓာတ်ရောင်ခြည်ဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများအကြား ကွဲလွဲမှုကို ကျွန်ုပ်တို့ ပုံဖော်ခဲ့သည်။ ယနေ့အထိ၊ လိုချင်သော ရေဒီယိုဓာတ်ရောင်ခြည်ဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို ပြသသည့် ပစ္စည်းများကို တီထွင်ခဲ့သော်လည်း ၎င်းတို့၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများသည် လိုချင်သောလိုအပ်ချက်များနှင့် မကိုက်ညီပါ။ ပိုလီယူရီသိန်းအမြှုပ်နှင့် ရော်ဘာတို့သည် ပုံပျက်နိုင်သော လူ့အဆုတ်ပုံစံများကို ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် အသုံးအများဆုံးပစ္စည်းများဖြစ်သည်။ ပိုလီယူရီသိန်းအမြှုပ် (Young's modulus, YM) ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများသည် ပုံမှန်လူ့အဆုတ်တစ်ရှူးများထက် ၁၀ ဆမှ ၁၀၀ ဆအထိ ပိုများသည်။ လိုချင်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ရေဒီယိုဓာတ်ရောင်ခြည်ဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိနှစ်မျိုးလုံးကို ပြသသည့် ပစ္စည်းများကို မသိရသေးပါ။
(က) ပျော့ပျောင်းသောပစ္စည်းအမျိုးမျိုး၏ဂုဏ်သတ္တိများကို ပုံကြမ်းပုံဖော်ခြင်းနှင့် သိပ်သည်းဆ၊ Young's modulus နှင့် ရေဒီယိုသတ္တိကြွဂုဏ်သတ္တိများအရ လူ့အဆုတ်နှင့် နှိုင်းယှဉ်ခြင်း (HU ဖြင့်)။ (ခ) 5% செறிவுနှင့် 0.18 Ca2+:-COOH မိုလာအချိုးရှိသော (\:\mu\:/\rho\:\) alginate hydrogel ၏ X-ray diffraction ပုံစံ။ (ဂ) hydrogel foams ရှိ လေထုထည်အချိုးအပိုင်းအခြား။ (ဃ) မတူညီသော လေထုထည်အချိုးများဖြင့် alginate hydrogel foams များ၏ ပုံကြမ်းပုံဖော်ခြင်း။
5% ပါဝင်သော alginate hydrogels ၏ ဒြပ်စင်ဖွဲ့စည်းမှုနှင့် Ca2+:-COOH မိုလာအချိုး 0.18 ကို တွက်ချက်ခဲ့ပြီး ရလဒ်များကို ဇယား 3 တွင် ဖော်ပြထားသည်။ ယခင်ဖော်မြူလာ (5) ရှိ ပေါင်းထည့်ခြင်းစည်းမျဉ်းအရ၊ alginate hydrogel \(\:\:\mu\:/\rho\:\) ၏ mass attenuation coefficient ကို ပုံ 1B တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ရရှိသည်။
လေနှင့်ရေအတွက် \(\:\mu\:/\rho\:\) တန်ဖိုးများကို NIST 12612 စံနှုန်းကိုးကားဒေတာဘေ့စ်မှ တိုက်ရိုက်ရရှိခဲ့သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ပုံ 1C သည် လူ့အဆုတ်အတွက် -600 မှ -700 အကြား HU ညီမျှသောတန်ဖိုးများပါရှိသော hydrogel foam များတွင် တွက်ချက်ထားသော လေထုထည်အချိုးများကို ပြသထားသည်။ သီအိုရီအရ တွက်ချက်ထားသော လေထုထည်အချိုးသည် 1 × 10−3 မှ 2 × 101 MeV အတွင်း စွမ်းအင်အပိုင်းအခြားတွင် 60–70% အတွင်း တည်ငြိမ်ပြီး ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် hydrogel foam အသုံးချမှုအတွက် ကောင်းမွန်သော အလားအလာကို ညွှန်ပြနေသည်။
ပုံ 1D သည် ပြင်ဆင်ထားသော alginate hydrogel foam နမူနာကို ပြသထားသည်။ နမူနာအားလုံးကို အနားသတ်အရှည် 12.7 မီလီမီတာရှိသော ကုဗတုံးများအဖြစ် ဖြတ်တောက်ခဲ့သည်။ ရလဒ်များအရ တစ်သားတည်းဖြစ်သော၊ သုံးဖက်မြင်တည်ငြိမ်သော hydrogel foam တစ်ခု ဖြစ်ပေါ်လာကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ လေပမာဏအချိုး မည်သို့ပင်ရှိစေကာမူ hydrogel foam များ၏ အသွင်အပြင်တွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များကို မတွေ့ရှိရပါ။ hydrogel foam ၏ ကိုယ်တိုင်ရပ်တည်နိုင်သော သဘောသဘာဝက hydrogel အတွင်း ဖွဲ့စည်းထားသော ကွန်ရက်သည် foam ၏ အလေးချိန်ကို ထောက်ပံ့ပေးနိုင်လောက်အောင် ခိုင်မာကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ foam မှ ရေယိုစိမ့်မှု အနည်းငယ်အပြင် foam သည် ရက်သတ္တပတ်အတော်ကြာ ယာယီတည်ငြိမ်မှုကိုလည်း ပြသခဲ့သည်။
အမြှုပ်နမူနာ၏ အလေးချိန်နှင့် ထုထည်ကို တိုင်းတာခြင်းဖြင့် ပြင်ဆင်ထားသော ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ် \(\:\rho\:\) ၏ သိပ်သည်းဆကို တွက်ချက်ခဲ့ပြီး ရလဒ်များကို ဇယား ၄ တွင် ပြသထားသည်။ ရလဒ်များက \(\:\rho\:\) သည် လေ၏ ထုထည်အချိုးပေါ်တွင် မှီခိုမှုကို ပြသထားသည်။ နမူနာ ၅၀ ml နှင့် လေလုံလောက်စွာ ရောနှောသောအခါ သိပ်သည်းဆသည် အနိမ့်ဆုံးဖြစ်လာပြီး ၀.၄၈၂ g/cm3 ဖြစ်သည်။ ရောနှောထားသော လေပမာဏ လျော့နည်းလာသည်နှင့်အမျှ သိပ်သည်းဆသည် ၀.၆၈၅ g/cm3 အထိ တိုးလာသည်။ ၅၀ ml၊ ၁၀၀ ml နှင့် ၁၁၀ ml အုပ်စုများအကြား အမြင့်ဆုံး p တန်ဖိုးသည် ၀.၀၀၄ < ၀.၀၅ ဖြစ်ပြီး ရလဒ်များ၏ စာရင်းအင်းဆိုင်ရာ အရေးပါမှုကို ညွှန်ပြနေသည်။
သီအိုရီအရ \(\:\rho\:\) တန်ဖိုးကို ထိန်းချုပ်ထားသော လေထုထည်အချိုးကို အသုံးပြု၍လည်း တွက်ချက်သည်။ တိုင်းတာထားသော ရလဒ်များအရ \(\:\rho\:\) သည် သီအိုရီတန်ဖိုးထက် 0.1 g/cm³ သေးငယ်ကြောင်း ပြသသည်။ ဤကွာခြားချက်ကို gelation လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း hydrogel တွင် ထုတ်ပေးသော အတွင်းပိုင်းဖိအားဖြင့် ရှင်းပြနိုင်ပြီး ၎င်းသည် ရောင်ရမ်းခြင်းကို ဖြစ်စေပြီး \(\:\rho\:\) လျော့ကျစေသည်။ ပုံ ၂ (A၊ B နှင့် C) တွင် ပြထားသော CT ပုံများတွင် hydrogel foam အတွင်းရှိ ကွက်လပ်အချို့ ကို လေ့လာတွေ့ရှိခြင်းဖြင့် ၎င်းကို ထပ်မံအတည်ပြုခဲ့သည်။
လေပမာဏပါဝင်မှု မတူညီသော ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်များ၏ အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖြင့်ကြည့်လျှင် (A) 50၊ (B) 100 နှင့် (C) 110။ အယ်လ်ဂျီနိတ် ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်နမူနာများတွင် ဆဲလ်အရေအတွက်နှင့် အပေါက်အရွယ်အစား ဖြန့်ဖြူးမှု (D) 50၊ (E) 100၊ (F) 110။
ပုံ ၃ (A၊ B၊ C) သည် မတူညီသော လေပမာဏအချိုးများဖြင့် hydrogel foam နမူနာများ၏ optical microscope ပုံများကို ပြသထားသည်။ ရလဒ်များသည် hydrogel foam ၏ optical structure ကို ပြသထားပြီး အချင်းမတူညီသော pores များ၏ ပုံများကို ရှင်းရှင်းလင်းလင်းပြသထားသည်။ pore အရေအတွက်နှင့် အချင်း၏ ဖြန့်ဖြူးမှုကို ImageJ ကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်ခဲ့သည်။ နမူနာတစ်ခုစီအတွက် ပုံခြောက်ပုံရိုက်ယူခဲ့ပြီး ပုံတစ်ခုစီ၏ အရွယ်အစားမှာ 1125.27 μm × 843.96 μm ရှိပြီး နမူနာတစ်ခုစီအတွက် စုစုပေါင်း ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာထားသော ဧရိယာမှာ 5.7 mm² ဖြစ်သည်။
(က) မတူညီသော လေထုထည်အချိုးအစားရှိသော alginate hydrogel foam များ၏ ဖိသိပ်မှု-ဆန့်နိုင်အားအပြုအမူ။ (ခ) အဆတိုးတွက်ချက်မှု။ (ဂ) မတူညီသော လေထုထည်အချိုးအစားရှိသော hydrogel foam များ၏ ဖိသိပ်မှု E0။ (ဃ) မတူညီသော လေထုထည်အချိုးအစားရှိသော alginate hydrogel foam များ၏ နောက်ဆုံးဖိသိပ်မှုဖိအားနှင့်ဆန့်နိုင်အား။
ပုံ ၃ (ဃ၊ င၊ စ) တွင် အပေါက်အရွယ်အစား ဖြန့်ဖြူးမှုသည် မိုက်ခရိုမီတာ ဆယ်ဂဏန်းမှ မိုက်ခရိုမီတာ ၅၀၀ ခန့်အထိ အတော်လေး တသမတ်တည်းရှိကြောင်း ပြသထားသည်။ အပေါက်အရွယ်အစားသည် အခြေခံအားဖြင့် တသမတ်တည်းဖြစ်ပြီး လေပမာဏ လျော့ကျလာသည်နှင့်အမျှ အနည်းငယ် လျော့ကျသွားသည်။ စမ်းသပ်ဒေတာအရ ၅၀ မီလီလီတာ နမူနာ၏ ပျမ်းမျှအပေါက်အရွယ်အစားမှာ ၁၉၂.၁၆ μm၊ အလယ်အလတ်မှာ ၁၈၄.၅၁ μm နှင့် ယူနစ်ဧရိယာတစ်ခုလျှင် အပေါက်အရေအတွက်မှာ ၁၀၃ ဖြစ်သည်။ ၁၀၀ မီလီလီတာ နမူနာ၏ ပျမ်းမျှအပေါက်အရွယ်အစားမှာ ၁၅၆.၆၂ μm၊ အလယ်အလတ်မှာ ၁၅၁.၀၇ μm နှင့် ယူနစ်ဧရိယာတစ်ခုလျှင် အပေါက်အရေအတွက်မှာ ၁၀၉ ဖြစ်သည်။ ၁၁၀ မီလီလီတာ နမူနာ၏ သက်ဆိုင်ရာတန်ဖိုးများမှာ အသီးသီး ၁၆၃.၀၇ μm၊ ၁၅၀.၂၉ μm နှင့် ၁၁၅ ဖြစ်သည်။ ဒေတာများအရ အပေါက်ကြီးများသည် ပျမ်းမျှအပေါက်အရွယ်အစား၏ စာရင်းအင်းရလဒ်များအပေါ် ပိုမိုလွှမ်းမိုးမှုရှိပြီး အလယ်အလတ်အပေါက်အရွယ်အစားသည် အပေါက်အရွယ်အစား၏ ပြောင်းလဲမှုလမ်းကြောင်းကို ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ ထင်ဟပ်နိုင်ကြောင်း ပြသထားသည်။ နမူနာပမာဏ 50 ml မှ 110 ml အထိ တိုးလာသည်နှင့်အမျှ အပေါက်အရေအတွက်လည်း တိုးလာပါသည်။ အလယ်အလတ် အပေါက်အချင်းနှင့် အပေါက်အရေအတွက်တို့၏ စာရင်းအင်းရလဒ်များကို ပေါင်းစပ်ကြည့်လျှင် ပမာဏတိုးလာသည်နှင့်အမျှ နမူနာအတွင်းတွင် အရွယ်အစားသေးငယ်သော အပေါက်များ ပိုမိုဖြစ်ပေါ်လာကြောင်း ကောက်ချက်ချနိုင်ပါသည်။
စက်ပိုင်းဆိုင်ရာစမ်းသပ်မှုဒေတာများကို ပုံ ၄A နှင့် ၄D တွင်ပြသထားသည်။ ပုံ ၄A သည် မတူညီသောလေထုထည်အချိုးများဖြင့်ပြင်ဆင်ထားသော hydrogel foam များ၏ compressive stress-strain အပြုအမူကိုပြသသည်။ ရလဒ်များအရနမူနာအားလုံးတွင်ဆင်တူသော nonlinear stress-strain အပြုအမူရှိကြောင်းပြသသည်။ နမူနာတစ်ခုစီအတွက်၊ strain တိုးလာသည်နှင့်အမျှ stress ပိုမိုမြန်ဆန်စွာတိုးလာသည်။ hydrogel foam ၏ compressive stress-strain အပြုအမူအတွက် exponential curve တစ်ခုကိုတပ်ဆင်ထားသည်။ ပုံ ၄B သည် hydrogel foam တွင် exponential function ကို approximating model အဖြစ်အသုံးပြုပြီးနောက်ရလဒ်များကိုပြသသည်။
ကွဲပြားသော လေထုထည်အချိုးအစားရှိသော ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်များအတွက်၊ ၎င်းတို့၏ ဖိသိပ်မှု modulus (E0) ကိုလည်း လေ့လာခဲ့သည်။ ဟိုက်ဒရိုဂျယ်များကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာသကဲ့သို့ပင်၊ Young's compressive modulus ကို 20% ကနဦး strain အတိုင်းအတာတွင် စုံစမ်းစစ်ဆေးခဲ့သည်။ ဖိသိပ်မှုစမ်းသပ်မှုများ၏ရလဒ်များကို ပုံ 4C တွင် ပြသထားသည်။ ပုံ 4C ရှိရလဒ်များက လေထုထည်အချိုးသည် နမူနာ 50 မှ နမူနာ 110 သို့ လျော့ကျလာသည်နှင့်အမျှ၊ alginate hydrogel အမြှုပ်၏ ဖိသိပ်မှု Young's modulus E0 သည် 10.86 kPa မှ 18 kPa အထိ တိုးလာကြောင်း ပြသထားသည်။
အလားတူပင်၊ hydrogel foam များ၏ ပြီးမြောက်သော stress-strain curves များအပြင် ultimate compressive stress နှင့် strain တန်ဖိုးများကို ရရှိခဲ့ပါသည်။ ပုံ 4D သည် alginate hydrogel foam များ၏ ultimate compressive stress နှင့် strain ကို ပြသထားသည်။ data point တစ်ခုစီသည် စမ်းသပ်မှုရလဒ် သုံးခု၏ ပျမ်းမျှဖြစ်သည်။ ရလဒ်များအရ ultimate compressive stress သည် ဓာတ်ငွေ့ပါဝင်မှု လျော့ကျလာသည်နှင့်အမျှ 9.84 kPa မှ 17.58 kPa အထိ တိုးလာသည်ကို ပြသထားသည်။ ultimate strain သည် 38% ခန့်တွင် တည်ငြိမ်နေခဲ့သည်။
ပုံ ၂ (A၊ B နှင့် C) သည် နမူနာ ၅၀၊ ၁၀၀ နှင့် ၁၁၀ နှင့် ကိုက်ညီသော မတူညီသော လေထုထည်အချိုးများပါသည့် ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်များ၏ CT ပုံများကို ပြသထားသည်။ ပုံများက ဖွဲ့စည်းထားသော ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်သည် တစ်သားတည်းနီးပါးဖြစ်ကြောင်း ပြသထားသည်။ နမူနာ ၁၀၀ နှင့် ၁၁၀ တွင် ကွာဟချက်အနည်းငယ်ကို တွေ့ရှိရသည်။ ဤကွာဟချက်များ ဖွဲ့စည်းခြင်းသည် gelation လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ဟိုက်ဒရိုဂျယ်တွင် ဖြစ်ပေါ်လာသော အတွင်းပိုင်းဖိစီးမှုကြောင့် ဖြစ်နိုင်သည်။ နမူနာတစ်ခုစီ၏ ဖြတ်ပိုင်း ၅ ခုအတွက် HU တန်ဖိုးများကို ကျွန်ုပ်တို့ တွက်ချက်ပြီး သက်ဆိုင်ရာ သီအိုရီတွက်ချက်မှုရလဒ်များနှင့်အတူ ဇယား ၅ တွင် စာရင်းပြုစုထားသည်။
ဇယား ၅ တွင် လေထုပမာဏ အချိုးအစား ကွဲပြားသော နမူနာများသည် HU တန်ဖိုးများ ကွဲပြားကြောင်း ပြသထားသည်။ ၅၀ မီလီလီတာ၊ ၁၀၀ မီလီလီတာ နှင့် ၁၁၀ မီလီလီတာ အုပ်စုများအကြား အမြင့်ဆုံး p တန်ဖိုးသည် 0.004 < 0.05 ဖြစ်ပြီး ရလဒ်များ၏ စာရင်းအင်းဆိုင်ရာ အရေးပါမှုကို ညွှန်ပြနေသည်။ စမ်းသပ်ထားသော နမူနာသုံးခုတွင် ၅၀ မီလီလီတာ ရောစပ်ထားသော နမူနာသည် လူ့အဆုတ်၏ ရေဒီယိုသတ္တိကြွဂုဏ်သတ္တိများနှင့် အနီးစပ်ဆုံး ရှိသည်။ ဇယား ၅ ၏ နောက်ဆုံးကော်လံသည် တိုင်းတာထားသော အမြှုပ်တန်ဖိုး \(\:\rho\:\) ကို အခြေခံ၍ သီအိုရီအရ တွက်ချက်မှုဖြင့် ရရှိသော ရလဒ်ဖြစ်သည်။ တိုင်းတာထားသော အချက်အလက်များကို သီအိုရီအရ ရလဒ်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ခြင်းအားဖြင့် CT စကင်န်ဖတ်ခြင်းဖြင့် ရရှိသော HU တန်ဖိုးများသည် ယေဘုယျအားဖြင့် သီအိုရီအရ ရလဒ်များနှင့် နီးစပ်ကြောင်း တွေ့ရှိနိုင်ပြီး ၎င်းသည် ပုံ ၁C ရှိ လေပမာဏ အချိုး တွက်ချက်မှုရလဒ်များကို အတည်ပြုပေးသည်။
ဤလေ့လာမှု၏ အဓိကရည်ရွယ်ချက်မှာ လူ့အဆုတ်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်နိုင်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ရေဒီယိုသတ္တိကြွဂုဏ်သတ္တိများရှိသော ပစ္စည်းတစ်ခုကို ဖန်တီးရန်ဖြစ်သည်။ လူ့အဆုတ်များနှင့် အနီးစပ်ဆုံးဖြစ်သော တစ်ရှူးနှင့်ညီမျှသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ရေဒီယိုသတ္တိကြွဂုဏ်သတ္တိများပါရှိသော ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အခြေခံပစ္စည်းတစ်ခုကို တီထွင်ခြင်းဖြင့် ဤရည်မှန်းချက်ကို အောင်မြင်ခဲ့သည်။ သီအိုရီဆိုင်ရာ တွက်ချက်မှုများအရ၊ မတူညီသော လေထုထည်အချိုးအစားရှိသော ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်များကို ဆိုဒီယမ် အယ်လ်ဂျီနိတ် ပျော်ရည်၊ CaCO3၊ GDL နှင့် SLES 70 တို့ကို စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ရောနှောခြင်းဖြင့် ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအရ တစ်သားတည်းဖြစ်သော သုံးဖက်မြင် တည်ငြိမ်သော ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်တစ်ခု ဖြစ်ပေါ်လာကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ လေထုထည်အချိုးအစားကို ပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် အမြှုပ်၏ သိပ်သည်းဆနှင့် porosity ကို စိတ်ကြိုက်ပြောင်းလဲနိုင်သည်။ လေထုထည်ပါဝင်မှု တိုးလာသည်နှင့်အမျှ အပေါက်အရွယ်အစား အနည်းငယ်လျော့ကျသွားပြီး အပေါက်အရေအတွက် တိုးလာသည်။ အယ်လ်ဂျီနိတ် ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်များ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာရန် ဖိအားစမ်းသပ်မှုများကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ရလဒ်များအရ ဖိအားစမ်းသပ်မှုများမှ ရရှိသော ဖိသိပ် modulus (E0) သည် လူ့အဆုတ်အတွက် အကောင်းဆုံးအပိုင်းအခြားတွင် ရှိကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ လေထုထည်အချိုးအစား လျော့ကျလာသည်နှင့်အမျှ E0 တိုးလာသည်။ ပြင်ဆင်ထားသော နမူနာများ၏ ရေဒီယိုသတ္တိကြွဂုဏ်သတ္တိများ (HU) ၏ တန်ဖိုးများကို နမူနာများ၏ CT အချက်အလက်များအပေါ် အခြေခံ၍ ရရှိခဲ့ပြီး သီအိုရီဆိုင်ရာ တွက်ချက်မှုများ၏ ရလဒ်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ခဲ့သည်။ ရလဒ်များသည် အပြုသဘောဆောင်သည်။ တိုင်းတာထားသော တန်ဖိုးသည် လူ့အဆုတ်၏ HU တန်ဖိုးနှင့်လည်း နီးစပ်သည်။ ရလဒ်များအရ လူ့အဆုတ်၏ ဂုဏ်သတ္တိများကို တုပသည့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ရေဒီယိုသတ္တိကြွဂုဏ်သတ္တိများ၏ အကောင်းဆုံးပေါင်းစပ်မှုဖြင့် တစ်ရှူးတုပသည့် ဟိုက်ဒရိုဂျယ်အမြှုပ်များကို ဖန်တီးနိုင်ကြောင်း ပြသနေသည်။
အလားအလာကောင်းသော ရလဒ်များရှိနေသော်လည်း၊ လက်ရှိ ထုတ်လုပ်သည့်နည်းလမ်းများကို သီအိုရီဆိုင်ရာ တွက်ချက်မှုများနှင့် ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာနှင့် ဒေသတွင်း အတိုင်းအတာနှစ်ခုလုံးတွင် တကယ့်လူ့အဆုတ်များမှ ခန့်မှန်းချက်များနှင့် ကိုက်ညီစေရန် လေပမာဏအချိုးနှင့် porosity ကို ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ ထိန်းချုပ်နိုင်ရန် တိုးတက်ကောင်းမွန်အောင် လုပ်ဆောင်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ လက်ရှိလေ့လာမှုသည် အသက်ရှူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာ ዑደብ၏ ဖိသိပ်မှုအဆင့်တွင် phantom ၏ အလားအလာရှိသော အသုံးချမှုကို ကန့်သတ်ထားသည့် ဖိသိပ်မှုစက်ဝန်းကို စမ်းသပ်ခြင်းအတွက်လည်း ကန့်သတ်ထားပါသည်။ အနာဂတ်သုတေသနသည် dynamic loading အခြေအနေများအောက်တွင် အလားအလာရှိသော အသုံးချမှုများကို အကဲဖြတ်ရန် ပစ္စည်း၏ အလုံးစုံစက်ပိုင်းဆိုင်ရာတည်ငြိမ်မှုအပြင် tensile testing ကို စုံစမ်းစစ်ဆေးခြင်းမှ အကျိုးရှိမည်ဖြစ်သည်။ ဤကန့်သတ်ချက်များရှိသော်လည်း၊ ဤလေ့လာမှုသည် လူ့အဆုတ်ကိုတုပသည့် တစ်ခုတည်းသောပစ္စည်းတွင် ရေဒီယိုသတ္တိကြွဂုဏ်သတ္တိများနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို ပေါင်းစပ်ရန် ပထမဆုံးအောင်မြင်သောကြိုးပမ်းမှုဖြစ်သည်။
လက်ရှိလေ့လာမှုအတွင်း ထုတ်လုပ်ထားသော နှင့်/သို့မဟုတ် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာထားသော အချက်အလက်အစုများကို သက်ဆိုင်ရာစာရေးသူထံမှ ကျိုးကြောင်းဆီလျော်သော တောင်းဆိုမှုအရ ရရှိနိုင်ပါသည်။ စမ်းသပ်မှုများနှင့် အချက်အလက်အစု နှစ်မျိုးလုံးကို ပြန်လည်ထုတ်လုပ်နိုင်ပါသည်။
Song, G., et al. ကင်ဆာရောင်ခြည်ကုထုံးအတွက် ဆန်းသစ်သော နာနိုနည်းပညာများနှင့် အဆင့်မြင့်ပစ္စည်းများ။ Adv. Mater. 29, 1700996. https://doi.org/10.1002/adma.201700996 (2017).
Kill၊ PJ၊ et al. ရောင်ခြည်ကင်ဆာရောဂါတွင် အသက်ရှူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာ စီမံခန့်ခွဲမှုဆိုင်ရာ AAPM 76a အထူးအဖွဲ့၏ အစီရင်ခံစာ။ Med. Phys. 33, 3874–3900။ https://doi.org/10.1118/1.2349696 (၂၀၀၆)။
Al-Maya, A., Moseley, J., နှင့် Brock, KK လူ့အဆုတ်ရှိ interface နှင့် material nonlinearities များကို မော်ဒယ်လ်လုပ်ခြင်း။ ရူပဗေဒနှင့် ဆေးပညာနှင့် ဇီဝဗေဒ ၅၃၊ ၃၀၅–၃၁၇။ https://doi.org/10.1088/0031-9155/53/1/022 (၂၀၀၈)။
Wang, X., et al. 3D ဇီဝပုံနှိပ်ခြင်းမှ ထုတ်လုပ်ထားသော အကျိတ်ကဲ့သို့သော အဆုတ်ကင်ဆာပုံစံ။ ၃။ ဇီဝနည်းပညာ။ ၈ https://doi.org/10.1007/s13205-018-1519-1 (၂၀၁၈)။
Lee, M., et al. အဆုတ်ပုံပျက်ခြင်းကို မော်ဒယ်လ်လုပ်ခြင်း- ပုံပျက်နိုင်သော ပုံရိပ်မှတ်ပုံတင်ခြင်းနည်းစနစ်များနှင့် နေရာအလိုက်ပြောင်းလဲနေသော Young's modulus ခန့်မှန်းချက်ကို ပေါင်းစပ်ထားသော နည်းလမ်း။ Med. Phys. 40, 081902. https://doi.org/10.1118/1.4812419 (2013).
Guimarães၊ CF et al. သက်ရှိတစ်ရှူးများ၏ တောင့်တင်းမှုနှင့် တစ်ရှူးအင်ဂျင်နီယာအပေါ် ၎င်း၏သက်ရောက်မှုများ။ Nature Reviews Materials and Environment 5၊ 351–370 (2020)။