ইনজেক্টেবল সিল্ক-কুদজু হাইড্রোজেল ল্যাব পরীক্ষায় দ্রুত ক্ষত বন্ধ হওয়া দেখিয়েছে

একটি নতুন হাইড্রোজেল সিল্ক প্রোটিনকে একটি উদ্ভিদ-উৎপন্ন যৌগের সঙ্গে জোড়া লাগায়

Terasaki Institute for Biomedical Innovation-এর গবেষকেরা নরম টিস্যু মেরামতে সহায়তা করার জন্য তৈরি একটি ইনজেক্টেবল হাইড্রোজেলের ল্যাবরেটরি ফলাফল প্রকাশ করেছেন। এই উপাদানটি রেশমকীটের কোকুন থেকে প্রাপ্ত প্রোটিন সিল্ক ফাইব্রোইনকে পিউরারিনের সঙ্গে যুক্ত করে, যা কুদজু গাছের মূলে পাওয়া একটি জৈবক্রিয় যৌগ। প্রতিবেদিত পরীক্ষায়, এই হাইড্রোজেল কোষ-ভিত্তিক ক্ষত-সুস্থতা পরীক্ষায় ৭২ ঘণ্টার মধ্যে সম্পূর্ণ ক্ষত বন্ধ হওয়াকে সমর্থন করেছে।

ACS Omega-এ প্রকাশিত এই কাজটি পুনর্জনন চিকিৎসার একটি দীর্ঘস্থায়ী সমস্যার মোকাবিলা করে: অস্ত্রোপচার ছাড়া কীভাবে টিস্যুর গভীরে একটি ক্ষত-মেরামতকারী উপাদান স্থাপন করা যায়, আবার একই সঙ্গে নিরাময়কে সহায়তা করার জন্য প্রয়োজনীয় যান্ত্রিক শক্তি ও জৈবিক সামঞ্জস্য কীভাবে দেওয়া যায়। বিদ্যমান অনেক বায়োম্যাটেরিয়াল হয় অস্ত্রোপচারের মাধ্যমে প্রতিস্থাপন করতে হয়, নরম টিস্যুর সঙ্গে ভালোভাবে মানায় না, অথবা কোষ বৃদ্ধিকে জোরালোভাবে সমর্থন করে এমন পরিবেশ তৈরি করতে ব্যর্থ হয়।

Terasaki দল এমন একটি ফর্মুলেশনের ওপর মনোযোগ দিয়েছে যা সূক্ষ্ম সূঁচের মাধ্যমে সরবরাহ করা যায়, তারপর ইনজেকশনের পরে তার জেল-গঠন পুনরুদ্ধার করতে পারে। এই সমন্বয় গুরুত্বপূর্ণ, কারণ কম-আক্রমণাত্মক ডেলিভারি প্রায়ই উপাদানটির মতোই গুরুত্বপূর্ণ। একটি বায়োম্যাটেরিয়াল যদি পেট্রি ডিশে ভালো কাজ করে কিন্তু শরীরে সহজে ও নিরাপদে স্থাপন করা না যায়, তবে সেটি ক্লিনিক্যাল ব্যবহারে রূপান্তরিত হওয়ার সম্ভাবনা কম।

কেন সিল্ক ফাইব্রোইন ও পিউরারিনকে একসঙ্গে ব্যবহার করা হয়েছিল

সিল্ক ফাইব্রোইন দীর্ঘদিন ধরে বায়োমেডিকেল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে আগ্রহের বিষয়, কারণ এটি সাধারণত শরীর ভালোভাবে সহ্য করে এবং জেল ও স্ক্যাফোল্ডসহ বিভিন্ন রূপে প্রক্রিয়াজাত করা যায়। তবে এককভাবে এর চ্যালেঞ্জ হলো এমনভাবে অভ্যন্তরীণ গঠন ঠিক করা যাতে এটি স্থিতিশীল থাকার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী হয়, আবার নরম টিস্যুর জন্য যথেষ্ট নমনীয়ও থাকে।

পিউরারিনকে দ্বিতীয় উপাদান হিসেবে আনা হয়েছিল, কারণ এটি ভিন্ন ধরনের গুণাবলি নিয়ে আসে। গবেষণায় যৌগটিকে প্রদাহ-নিয়ন্ত্রণকারী ও অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন হিসেবে বর্ণনা করা হয়েছে, এবং উভয়ই ক্ষত মেরামতে প্রাসঙ্গিক। কিন্তু নতুন পত্রটি শুধু এই যুক্তি দেয় না যে পিউরারিন জৈবিক কার্যকলাপ যোগ করে। এটি একটি গাঠনিক ভূমিকাও রিপোর্ট করে: যৌগটি হাইড্রোজেন বন্ডিংয়ের মাধ্যমে হাইড্রোজেল নেটওয়ার্ককে শক্তিশালী করেছে।

এটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি ইঙ্গিত দেয় যে গবেষকেরা কেবল দুইটি আশাব্যঞ্জক উপাদান একসঙ্গে মিশিয়ে দেননি। তাঁরা দেখেছেন পিউরারিন জেলের অভ্যন্তরীণ স্থাপত্যে অবদান রেখেছে, পরীক্ষিত ফর্মুলেশনে এর ঘনত্ব ১% থেকে ৫% বাড়ার সঙ্গে সঙ্গে ঘনত্ব ও যান্ত্রিক স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি পেয়েছে। একই সময়ে, সিল্ক ফাইব্রোইনের অন্তর্নিহিত প্রোটিন গঠন অপরিবর্তিত ছিল বলে জানানো হয়েছে।

ল্যাব পরীক্ষায় কী দেখা গেছে

গবেষণায় হাইড্রোজেলের পাঁচটি সংস্করণ পদ্ধতিগতভাবে মূল্যায়ন করা হয়, প্রতিটিতে নির্দিষ্ট পরিমাণ সিল্ক ফাইব্রোইন এবং ভিন্ন পিউরারিন ঘনত্ব ছিল। এই ফর্মুলেশনগুলো জুড়ে গবেষকেরা এমন কয়েকটি বৈশিষ্ট্য রিপোর্ট করেন যা প্রাথমিক পর্যায়ের উপাদান স্ক্রিনে উৎসাহজনক বলে বিবেচিত হতে পারে।

প্রথমত, হাইড্রোজেলটি ২৭-গেজ সূঁচের মাধ্যমে চাপের সঙ্গে ইনজেক্ট করা যায় এবং ডেলিভারির পরে আবার জেল-সদৃশ রূপ ফিরে পায়। এটি দেখায় যে উপাদানটি ইনজেকশনের সময় তরলের মতো আচরণ করতে পারে, কিন্তু পরে একটি স্থিতিশীল নেটওয়ার্ক বজায় রাখতে পারে, যা পৌঁছানো কঠিন টিস্যু স্থানে স্থানীয় চিকিৎসার জন্য উপকারী বৈশিষ্ট্য।

দ্বিতীয়ত, উপাদানের সংস্পর্শে আসা মানব ত্বক কোষ প্রতিবেদিত in vitro পরীক্ষায় প্রথম দিন থেকেই ৯৫% এর বেশি কোষ-জীবনক্ষমতা দেখিয়েছে। পরীক্ষিত ফর্মুলেশনগুলোর মধ্যে বিষাক্ততার কোনো লক্ষণ দেখা যায়নি। ক্ষত-মেরামত উপাদানের জন্য কম বিষাক্ততা কোনো বাড়তি সুবিধা নয়; এটি একটি মৌলিক শর্ত, কারণ আশেপাশের কোষকে ক্ষতিগ্রস্ত করে এমন ড্রেসিং বা স্ক্যাফোল্ড সেই নিরাময় প্রক্রিয়াকেই দুর্বল করে দেবে যাকে সেটি সমর্থন করার কথা।

তৃতীয়ত, ক্ষত-নিরাময় পরীক্ষায় মূল ফলাফলটি পাওয়া যায়: হাইড্রোজেলের সঙ্গে সংষ্কৃত কোষগুলো পরীক্ষিত সব ফর্মুলেশনে ৭২ ঘণ্টার মধ্যে সম্পূর্ণ ক্ষত বন্ধ হওয়া অর্জন করে। সর্বোচ্চ পিউরারিন ঘনত্বের সংস্করণটি শুরুতে বিশেষভাবে দ্রুত ছিল, প্রতিবেদনে বলা হয়েছে প্রথম ২৪ ঘণ্টার মধ্যে প্রায় ৬০% ক্ষত বন্ধ হওয়া অর্জিত হয়েছিল।

কেন এই ফল গুরুত্বপূর্ণ

এই পর্যবেক্ষণগুলো উল্লেখযোগ্য, কারণ ক্ষত-পরিচর্যা এখনো বড় এবং জটিল একটি ক্লিনিক্যাল চ্যালেঞ্জ। কঠিনে-সারানো ক্ষত, শারীরস্থানগতভাবে জটিল স্থানে আঘাত, এবং এমন টিস্যু ক্ষতি যেখানে উপাদানকে নরম পৃষ্ঠের সঙ্গে ঘনিষ্ঠভাবে মানিয়ে নিতে হয়, বিদ্যমান চিকিৎসা বিকল্পগুলোর ওপর চাপ সৃষ্টি করে। একটি ইনজেক্টেবল হাইড্রোজেল যা ছোট সূঁচ দিয়ে সরবরাহ করা যায়, স্পষ্ট বিষাক্ততা এড়াতে পারে, এবং ল্যাব মডেলে দ্রুত বন্ধ হওয়াকে সমর্থন করে, সেটিই এমন প্ল্যাটফর্ম যা গবেষকেরা অনুবাদমূলক পথের শুরুতে দেখতে চান।

এই উপাদানটি বায়োম্যাটেরিয়াল গবেষণার দুইটি সক্রিয় প্রবণতার সংযোগস্থলে অবস্থান করে। একটি হলো কম-আক্রমণাত্মক ডেলিভারির দিকে অগ্রসর হওয়া, যা প্রক্রিয়াগত বোঝা কমাতে এবং কোথায় থেরাপি ব্যবহার করা যাবে তা বাড়াতে পারে। অন্যটি হলো প্রাকৃতিকভাবে উৎপন্ন উপাদানের ব্যবহার, যা সামঞ্জস্য ও পারফরম্যান্সের মধ্যে অনুকূল ভারসাম্য দিতে পারে।

এর মানে এই নয় যে হাইড্রোজেলটি নিয়মিত চিকিৎসা ব্যবহারের কাছাকাছি। প্রতিবেদিত ফলাফলগুলো ল্যাবরেটরি-ভিত্তিক, মানব পরীক্ষার প্রমাণ নয়। কোষ-জীবনক্ষমতা পরীক্ষা এবং in vitro ক্ষত-বন্ধ হওয়া assays উপযোগী স্ক্রিনিং টুল, কিন্তু এগুলো বাস্তব ক্ষতের পূর্ণ জটিলতা ধরতে পারে না, যেখানে রক্তপ্রবাহ, প্রতিরোধ প্রতিক্রিয়া, সংক্রমণের ঝুঁকি, টিস্যুর যান্ত্রিকতা, এবং রোগীর ভিন্নতা সবই ফলাফলকে প্রভাবিত করে।

প্রধান সীমাবদ্ধতাই আবার প্রধান পরবর্তী ধাপ

উপলব্ধ উৎস-টেক্সটের ভিত্তিতে সবচেয়ে শক্তিশালী দাবি হলো, এই হাইড্রোজেল ল্যাবরেটরি পরীক্ষায় ভালো করেছে। এটি অর্থবহ, কিন্তু প্রাণী বা মানুষের মধ্যে এটি আরোগ্য উন্নত করে তা দেখানোর সমান নয়। পরবর্তী উন্নয়ন ধাপে সাধারণত আরও উন্নত প্রাক-ক্লিনিক্যাল মূল্যায়ন থাকবে, যাতে বোঝা যায় জীবন্ত টিস্যুতে সময়ের সঙ্গে উপাদানটি কীভাবে আচরণ করে, কীভাবে এটি ভাঙে, এটি অনাকাঙ্ক্ষিত প্রতিরোধ প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করে কি না, এবং সরলীকৃত ল্যাব অবস্থার বাইরে এর যান্ত্রিক ও জৈবিক পারফরম্যান্স বজায় থাকে কি না।

তবু, গবেষণাটি দেখায় যে ফর্মুলেশন ডিজাইন সত্যিই গুরুত্বপূর্ণ। পিউরারিনের ঘনত্ব বাড়ানো কেবল জেলের একটি বাহ্যিক বৈশিষ্ট্য বদলায়নি। এটি আরও ঘন অভ্যন্তরীণ নেটওয়ার্ক এবং উচ্চতর যান্ত্রিক স্থিতিশীলতা তৈরি করেছে বলে মনে হয়, একই সঙ্গে ইনজেক্টেবিলিটি বজায় রেখেছে এবং দ্রুত ক্ষত বন্ধ হওয়াকে সমর্থন করেছে। এটি গবেষকদের একটি অস্পষ্ট proof of concept থেকে শুরু না করে উপাদানটি অপ্টিমাইজ করার একটি আরও স্পষ্ট পথ দেয়।

বিস্তৃত ক্ষেত্রের জন্য, এটিই সম্ভবত সবচেয়ে কার্যকর takeaway। অনেক ক্ষত-পরিচর্যা বায়োম্যাটেরিয়াল জৈবসামঞ্জস্য বা ড্রাগ-ডেলিভারি সম্ভাবনার প্রতিশ্রুতি দেয়, কিন্তু অল্প কয়েকটি একক প্ল্যাটফর্মে সূঁচের মাধ্যমে সরবরাহ, কাঠামোগত পুনরুদ্ধার, কোষ-সামঞ্জস্য, এবং পরিমাপযোগ্য ক্ষত-বন্ধ হওয়ার পারফরম্যান্সের ব্যবহারিক সমন্বয় দেখাতে পারে। Terasaki দলের হাইড্রোজেলটি in vitro-তে সেই প্রাথমিক শর্তগুলো পূরণ করছে বলে মনে হয়।

পরবর্তী গবেষণাগুলো যদি আরও বাস্তবসম্মত মডেলে একই ধরণ নিশ্চিত করে, তবে এই উপাদানটি এমন ইনজেক্টেবল পুনর্জনন থেরাপির বিস্তৃত আন্দোলনের অংশ হতে পারে, যা স্থাপন করা সহজ এবং সূক্ষ্ম টিস্যু পরিবেশের সঙ্গে আরও ভালোভাবে মানানসই। এখনকার জন্য, ফলাফলটিকে সবচেয়ে ভালোভাবে একটি আশাব্যঞ্জক প্রাথমিক পর্যায়ের বায়োম্যাটেরিয়াল অগ্রগতি হিসেবে বোঝা যায়: এটি শেষ চিকিৎসা নয়, কিন্তু এমন একটি সতর্কভাবে প্রকৌশলীকৃত প্ল্যাটফর্ম, যার আরও গভীর পরীক্ষাকে ন্যায্যতা দেওয়ার মতো যথেষ্ট ল্যাবরেটরি প্রমাণ রয়েছে।

এই নিবন্ধটি Phys.org-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.