समुद्री खीरे से प्रेरित हाइड्रोजेल टेंडन की मरम्मत में आशाजनक

वॉटरलू विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक जल-समृद्ध जेल विकसित किया है, जिसे क्षतिग्रस्त नरम ऊतक के ठीक होने के दौरान अस्थायी सहारा देने के लिए तैयार किया गया है। समुद्री खीरों की अपने शरीर की कठोरता बदलने की क्षमता से प्रेरित इस हाइड्रोजेल का परीक्षण क्षतिग्रस्त टेंडन वाले चूहों में किया गया। शोधकर्ताओं के अनुसार, केवल टांकों से की गई मरम्मत की तुलना में इसका संबंध बेहतर उपचार से पाया गया।

यह काम उन चोटों के लिए एक संभावित नए दृष्टिकोण की ओर संकेत करता है, जिनमें उपचार कर रहे ऊतक को सहारे की जरूरत होती है, लेकिन स्थायी इम्प्लांट वांछनीय नहीं हो सकता। जेल धीरे-धीरे टूटकर शरीर द्वारा अवशोषित हो जाता है, बजाय इसके कि वह अनिश्चित समय तक उसी स्थान पर बना रहे। इस काम का वर्णन करने वाला “Bioinspired Hydrogels with Broadly Programmable Mechanics for Soft-Tissue Interfaces” शीर्षक वाला शोधपत्र Advanced Functional Materials में प्रकाशित हुआ।

विभिन्न ऊतकों के लिए तैयार किया गया स्कैफोल्ड

हाइड्रोजेल ऐसे पदार्थ होते हैं जिनमें पानी की मात्रा अधिक होती है। इस मामले में, यह पदार्थ चोट के आसपास एक अस्थायी संरचना के रूप में काम करने के लिए बनाया गया है, जो नए ऊतक के विकास को सहारा देता है और स्वयं धीरे-धीरे विघटित होता जाता है। वॉटरलू टीम का कहना है कि जेल को नरम या अधिक कठोर बनाने के लिए इसके डिजाइन को समायोजित किया जा सकता है। यह उपयोगी गुण है, क्योंकि शरीर के अलग-अलग ऊतकों की यांत्रिक आवश्यकताएं समान नहीं होतीं।

मिसाल के लिए, मस्तिष्क के पास इस्तेमाल होने वाले पदार्थ का व्यवहार टेंडन के आसपास लगाए जाने वाले पदार्थ से अलग होना चाहिए। परियोजना प्रमुख और वॉटरलू में मैकेनिकल इंजीनियरिंग की प्रोफेसर डॉ. यिमिन वू ने इस अंतर को प्रयास का केंद्रीय बिंदु बताया: हर नरम-ऊतक मरम्मत के लिए एक ही स्कैफोल्ड जरूरी नहीं कि उपयुक्त हो। हाइड्रोजेल की प्रोग्राम की जा सकने वाली यांत्रिक विशेषताओं का उद्देश्य शोधकर्ताओं को चोट वाली जगह के अनुसार सहारा तय करने देना है, न कि सभी नरम ऊतकों को एक समान श्रेणी मानना।

इसकी जैविक प्रेरणा समुद्री खीरों से आती है, जो अपने शरीर की कठोरता बदलने के लिए जाने जाते हैं। शोधकर्ताओं ने इस व्यापक अवधारणा को नरम-ऊतक इंटरफेस के लिए एक कृत्रिम, नम और लचीले पदार्थ में ढाला। इसे लोगों के लिए तैयार उपचार के रूप में प्रस्तुत नहीं किया गया है, बल्कि एक ऐसे प्लेटफॉर्म के रूप में देखा गया है जिसे टेंडन और अन्य नरम ऊतकों के लिए विकसित किया जा सकता है।

टेंडन पर प्रीक्लिनिकल परिणाम

लगभग चार वर्ष के शोध के बाद, एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने प्रीक्लिनिकल चूहे के अध्ययन में इस जेल का मूल्यांकन किया। शोधकर्ताओं के अनुसार, हाइड्रोजेल पाने वाले क्षतिग्रस्त टेंडन वाले चूहों में उन जानवरों की तुलना में बेहतर उपचार दिखा, जिनके टेंडन की मरम्मत केवल टांकों से की गई थी।

टीम ने बताया कि जेल ने नए ऊतक के विकास को सहारा दिया और उपचार बढ़ने के साथ वह अधिक व्यवस्थित था। टांके-केवल तुलना समूह की अपेक्षा मरम्मत किए गए टेंडन में भी सुधार देखा गया। ये निष्कर्ष उत्साहजनक हैं, क्योंकि टेंडन की मरम्मत केवल ऊतक को फिर से जोड़ने पर निर्भर नहीं करती: मरम्मत किए गए हिस्से को बार-बार पड़ने वाले यांत्रिक तनाव से निपटते हुए उपयोगी संरचना फिर से हासिल करनी होती है।

रिपोर्ट किए गए अध्ययन में जेल लगभग आठ सप्ताह में विघटित हो गया। इसका समयबद्ध रूप से गायब होना डिजाइन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। उद्देश्य यह है कि स्कैफोल्ड उपचार अवधि के दौरान सहायता दे और फिर अवशोषित हो जाए, जिससे मरम्मत वाली जगह पर स्थायी पदार्थ छोड़ने की संभावना कम हो।

आशाजनक परिणाम, लेकिन आगे लंबा रास्ता

ये निष्कर्ष अभी प्रीक्लिनिकल हैं। चूहों में मिले परिणाम यह साबित नहीं करते कि कोई पदार्थ मनुष्यों में सुरक्षित या प्रभावी होगा, और यह अध्ययन किसी क्लिनिकल उपचार का प्रमाण नहीं है। आगे के काम में यह स्थापित करना होगा कि पदार्थ अतिरिक्त मॉडलों में कैसा प्रदर्शन करता है, विशेष उपयोगों के लिए इसके यांत्रिक गुणों को कितनी विश्वसनीयता से समायोजित किया जा सकता है, और क्या इसका विघटन तथा उपचार प्रतिक्रिया मनुष्यों के लिए उपयुक्त है।

फिर भी, यह अध्ययन पुनर्योजी चिकित्सा के लिए एक डिजाइन दिशा को रेखांकित करता है: ऐसे अस्थायी पदार्थ, जो संरचनात्मक सहारे को मरम्मत किए जा रहे ऊतक की यांत्रिकी के अनुरूप ढलने की क्षमता के साथ जोड़ते हैं। यदि यह दृष्टिकोण शुरुआती टेंडन प्रयोगों से आगे भी सफल होता है, तो यह चिकित्सकों को साधारण टांकों और अधिक स्थायी इम्प्लांट किए गए पदार्थों के बीच एक और विकल्प दे सकता है।

फिलहाल, उपलब्धि एक ऐसे जैव-अवक्रमणीय स्कैफोल्ड का प्रीक्लिनिकल प्रदर्शन है, जिसके गुणों को बदला जा सकता है और जिसका उपयोग रिपोर्ट किए गए पशु अध्ययन में बेहतर व्यवस्थित टेंडन उपचार से जुड़ा था। अगला सवाल यह है कि क्या अस्थायी सहारे और समायोज्य कठोरता का यही संयोजन मानव नरम-ऊतक मरम्मत की अधिक कठिन आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है।

यह लेख Phys.org की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।