సముద్ర దోసకాయ ప్రేరణతో రూపొందించిన హైడ్రోజెల్ టెండన్ మరమ్మతులో ఆశాజనక ఫలితాలు చూపింది

దెబ్బతిన్న మృదు కణజాలం మానుకునే సమయంలో తాత్కాలిక మద్దతు అందించేందుకు రూపొందించిన నీరు అధికంగా ఉన్న జెల్‌ను University of Waterloo పరిశోధకులు అభివృద్ధి చేశారు. సముద్ర దోసకాయలు తమ శరీరాల గట్టితనాన్ని మార్చుకునే సామర్థ్యంతో ప్రేరణ పొందిన ఈ హైడ్రోజెల్‌ను దెబ్బతిన్న టెండన్లు ఉన్న ఎలుకల్లో పరీక్షించారు. కేవలం కుట్లతో చేసిన మరమ్మతుతో పోలిస్తే, ఇది మెరుగైన వైద్యంతో సంబంధం కలిగి ఉన్నట్లు తేలింది.

వైద్యం పొందుతున్న కణజాలానికి మద్దతు అవసరమైనా, శాశ్వత ఇంప్లాంట్ కోరుకోని గాయాలకు ఇది ఒక కొత్త సాధ్యమైన విధానాన్ని సూచిస్తుంది. జెల్ క్రమంగా క్షీణించి శరీరం ద్వారా శోషించబడుతుంది; నిరవధికంగా అక్కడే ఉండదు. ఈ పనిని వివరించే “Bioinspired Hydrogels with Broadly Programmable Mechanics for Soft-Tissue Interfaces” అనే పత్రం Advanced Functional Materialsలో ప్రచురితమైంది.

వివిధ కణజాలాల కోసం రూపొందించిన స్కాఫోల్డ్

హైడ్రోజెల్‌లు అధిక నీటి శాతం కలిగిన పదార్థాలు. ఈ సందర్భంలో, గాయం చుట్టూ తాత్కాలిక నిర్మాణంగా పనిచేసి కొత్త కణజాలం పెరుగుదలకు మద్దతు ఇవ్వడంతో పాటు తానే క్షీణించేలా ఈ పదార్థాన్ని రూపొందించారు. జెల్‌ను మృదువుగా లేదా గట్టిగా మార్చేలా దాని రూపకల్పనను సర్దుబాటు చేయవచ్చని వాటర్లూ బృందం తెలిపింది. శరీరంలోని వివిధ కణజాలాలకు ఒకే రకమైన యాంత్రిక అవసరాలు ఉండవు కాబట్టి ఇది ఉపయోగకరమైన లక్షణం.

ఉదాహరణకు, మెదడు సమీపంలో ఉపయోగించే పదార్థం టెండన్ చుట్టూ ఉంచే పదార్థం కంటే భిన్నంగా ప్రవర్తించాలి. వాటర్లూలో మెకానికల్ ఇంజినీరింగ్ ప్రొఫెసర్, ప్రాజెక్ట్ నాయకుడు డాక్టర్ యిమిన్ వూ ఈ తేడానే ప్రయత్నానికి కేంద్రాంశమని వివరించారు: ప్రతి మృదు కణజాల మరమ్మతుకు ఒకే స్కాఫోల్డ్ అనుకూలంగా ఉండదు. హైడ్రోజెల్‌ యొక్క ప్రోగ్రామ్ చేయగల యాంత్రిక లక్షణాలు, మృదు కణజాలాన్ని ఒకే వర్గంగా చూడకుండా, గాయం జరిగిన ప్రదేశానికి అనుగుణంగా మద్దతును రూపొందించేందుకు పరిశోధకులను అనుమతించడమే లక్ష్యంగా ఉన్నాయి.

దీని జీవ ప్రేరణ శరీర గట్టితనాన్ని మార్చగల సముద్ర దోసకాయల నుంచి వచ్చింది. ఆ విస్తృత భావనను పరిశోధకులు మృదు కణజాల ఇంటర్‌ఫేస్‌ల కోసం కృత్రిమ, తేమగల, వంగే పదార్థంగా మార్చారు. ఇది మనుషుల కోసం సిద్ధమైన చికిత్సగా చూపబడలేదు; టెండన్లు, ఇతర మృదు కణజాలాల కోసం అభివృద్ధి చేయగల ఒక ప్లాట్‌ఫారమ్‌గా మాత్రమే పరిగణించబడుతోంది.

ప్రీక్లినికల్ టెండన్ ఫలితాలు

దాదాపు నాలుగు సంవత్సరాల పరిశోధన తర్వాత, అంతర్జాతీయ బృందం ఎలుకలపై నిర్వహించిన ప్రీక్లినికల్ అధ్యయనంలో జెల్‌ను అంచనా వేసింది. హైడ్రోజెల్ పొందిన దెబ్బతిన్న టెండన్లు ఉన్న ఎలుకల్లో, కేవలం కుట్లతో టెండన్లు మరమ్మతు చేసిన జంతువులతో పోలిస్తే మెరుగైన వైద్యం కనిపించిందని పరిశోధకులు తెలిపారు.

వైద్యం కొనసాగుతున్న కొద్దీ మరింత క్రమబద్ధమైన కొత్త కణజాలం పెరగడానికి జెల్ మద్దతు ఇచ్చిందని బృందం తెలిపింది. కుట్లు మాత్రమే ఉపయోగించిన పోలిక సమూహంతో పోలిస్తే మరమ్మతు చేసిన టెండన్లలోనూ మెరుగుదలలు గమనించారు. టెండన్ మరమ్మతు కేవలం కణజాలాన్ని తిరిగి కలపడం కాదనే కారణంతో ఈ ఫలితాలు ప్రోత్సాహకరంగా ఉన్నాయి: మరమ్మతు చేసిన ప్రాంతం పునరావృతమయ్యే యాంత్రిక ఒత్తిడిని భరిస్తూనే ఉపయోగకరమైన నిర్మాణాన్ని తిరిగి పొందాలి.

నివేదించిన అధ్యయనంలో జెల్ సుమారు ఎనిమిది వారాల్లో క్షీణించింది. నిర్దిష్ట కాలం తర్వాత కనుమరుగవడం రూపకల్పనలో ముఖ్యమైన భాగం. స్కాఫోల్డ్ వైద్యం జరిగే సమయంలో సహాయం చేసి, ఆ తర్వాత శోషించబడాలి; తద్వారా మరమ్మతు ప్రదేశంలో శాశ్వత పదార్థం మిగిలే అవకాశం తగ్గుతుంది.

ఆశాజనకత ఉన్నా, ముందున్న మార్గం సుదీర్ఘం

ఈ ఫలితాలు ఇంకా ప్రీక్లినికల్ దశలోనే ఉన్నాయి. ఎలుకల్లో వచ్చిన ఫలితాలు ఏ పదార్థమైనా మనుషుల్లో సురక్షితమైనదో ప్రభావవంతమైనదో నిరూపించవు; ఈ అధ్యయనం క్లినికల్ చికిత్సకు ఆధారం కూడా కాదు. అదనపు నమూనాల్లో పదార్థం ఎలా పనిచేస్తుంది, నిర్దిష్ట ఉపయోగాలకు దాని యాంత్రిక లక్షణాలను ఎంత విశ్వసనీయంగా సర్దుబాటు చేయవచ్చు, క్షీణత ప్రక్రియ మరియు వైద్యం ప్రతిస్పందన మనుషులకు అనుకూలమా వంటి అంశాలను తదుపరి పరిశోధనలు నిర్ధారించాలి.

అయినప్పటికీ, పునరుత్పత్తి వైద్యానికి ఒక రూపకల్పన దిశను ఈ అధ్యయనం చూపిస్తుంది: మరమ్మతు చేస్తున్న కణజాల యాంత్రిక లక్షణాలకు అనుగుణంగా మారే సామర్థ్యంతో నిర్మాణాత్మక మద్దతును కలిపే తాత్కాలిక పదార్థాలు. ప్రారంభ టెండన్ ప్రయోగాలను దాటి ఈ విధానం పనిచేస్తే, సాధారణ కుట్లు మరియు మరింత శాశ్వతంగా అమర్చే పదార్థాల మధ్య వైద్యులకు మరో ఎంపిక లభించవచ్చు.

ప్రస్తుతం, మార్పుచేయగల లక్షణాలు ఉన్న జీవవిఘటనశీల స్కాఫోల్డ్‌కు ఇది ప్రీక్లినికల్ ప్రదర్శన మాత్రమే; నివేదించిన జంతు అధ్యయనంలో దీని ఉపయోగం మెరుగ్గా క్రమబద్ధమైన టెండన్ వైద్యంతో సంబంధం కలిగి ఉంది. తాత్కాలిక మద్దతు మరియు సర్దుబాటు చేయగల గట్టితనం కలయిక మానవ మృదు కణజాల మరమ్మతు యొక్క మరింత కఠినమైన అవసరాలను తీర్చగలదా అనేదే తదుపరి ప్రశ్న.

ఈ కథనం Phys.org నివేదిక ఆధారంగా రూపొందించబడింది. అసలు కథనాన్ని చదవండి.