વૈજ્ઞાનિકોએ પ્રથમ વખત ઇન્જેક્ટેબલ હાઇડ્રોજેલ બનાવ્યું છે જે અગાઉથી નોવેલ ક્રોસલિંકર્સ દ્વારા પેશી-વિશિષ્ટ બાયોએક્ટિવ પરમાણુઓને સમાવિષ્ટ કરે છે. વર્ણવેલ હાઇડ્રોજેલ ટીશ્યુ એન્જીનિયરીંગમાં ઉપયોગ માટે મજબૂત સંભાવના ધરાવે છે
ટીશ્યુ ઈજનેરી એ પેશી અને અવયવોના અવેજીનો વિકાસ છે - ત્રિ-પરિમાણીય સેલ્યુલર રચનાઓ - જે કુદરતી પેશીઓની સમાન ગુણધર્મો ધરાવે છે. ટીશ્યુ એન્જિનિયરિંગ આ જૈવિક રીતે સક્રિય સ્કેફોલ્ડ્સના ઉપયોગ દ્વારા પેશીઓના કાર્યોને પુનઃસ્થાપિત કરવા, સાચવવા અથવા વધારવાનો હેતુ છે. કૃત્રિમ hydrogel પોલિમર્સને તેમની અનન્ય રચના અને કુદરતી એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર મેટ્રિક્સ સાથે માળખાકીય સમાનતાને કારણે આવા યાંત્રિક સ્કેફોલ્ડ્સ પ્રદાન કરવા માટે આશાસ્પદ ઉમેદવારો તરીકે બિરદાવવામાં આવ્યા છે. હાઇડ્રોજેલ્સ પેશી વાતાવરણની નકલ કરે છે અને હાઇડ્રોજેલ્સમાંના ક્રોસલિંકર્સ સામગ્રીને તેની રચના જાળવવામાં મદદ કરે છે જ્યારે તે વિશાળ માત્રામાં પાણી શોષી લે છે. જો કે, હાલમાં ઉપલબ્ધ હાઇડ્રોજેલ્સ જૈવિક રીતે નિષ્ક્રિય છે અને તેથી યોગ્ય જૈવિક કાર્ય ચલાવવા માટે એકલવાયું કાર્ય કરી શકતા નથી. તેમને હાઇડ્રોજેલ્સનો અનિવાર્ય ભાગ બનાવવા માટે સુસંગત બાયોમોલેક્યુલ્સ (ઉદાહરણ વૃદ્ધિ પરિબળો, એડહેસિવ લિગાન્ડ્સ) ઉમેરવાની જરૂર છે.
11 જૂનના રોજ પ્રકાશિત થયેલા અભ્યાસમાં સાયન્સ એડવાન્સિસ, વૈજ્ઞાનિકોએ એક નવું મોડ્યુલર ઇન્જેક્ટેબલ હાઇડ્રોજેલ વિકસાવ્યું છે જે સોજો, બાયોએક્ટિવ હાઇડ્રોજેલ બનાવવા માટે હાઇડ્રોજેલ પોલિમરના ક્રોસલિંકિંગ માટે PdBT - એક બાયોડિગ્રેડેબલ સંયોજન - તરીકે ઓળખાતા ક્રોસલિંકરનો ઉપયોગ કરે છે. PdBT બાયોએક્ટિવ પરમાણુઓને હાઇડ્રોજેલમાં રાસાયણિક ક્રોસલિંકર્સમાં એન્કર કરીને સમાવિષ્ટ કરે છે. ચોક્કસ બાયોમોલેક્યુલ્સને ઓરડાના તાપમાને PdBT સાથે સરળતાથી મિશ્રિત કરી શકાય છે અને આમ કરવાથી બાયોએક્ટિવ પરમાણુઓ હાઇડ્રોજેલનો એકીકૃત ભાગ બની જાય છે. આવી સિસ્ટમ, પ્રથમ વખત વિકસિત, ઓરડાના તાપમાને પેશી-વિશિષ્ટ બાયોમોલેક્યુલ્સ સાથે જોડવાની ક્ષમતા ધરાવે છે જેથી તે પછીથી કોઈપણ ગૌણ ઈન્જેક્શન અથવા સિસ્ટમની જરૂર વગર કાર્યક્ષમ બને.
ઉમેરાયેલ બાયોમોલેક્યુલ્સ હાઇડ્રોજેલ સાથે લંગર રહે છે અને લક્ષ્ય પેશીઓને સીધા જ રજૂ કરી શકાય છે. આ નિષ્ક્રિયતા અથવા બિનજરૂરી પેશી વૃદ્ધિ જેવા અનિચ્છનીય પરિણામોને ટાળીને લક્ષ્ય વિસ્તારની બહારના વિસ્તારમાં ફેલાવાને અટકાવે છે. કોમલાસ્થિ-સંબંધિત હાઇડ્રોફોબિક એન-કેડરિન પેપ્ટાઇડ અને હાઇડ્રોફિલિક બોન મોર્ફોજેનેટિક પ્રોટીન પેપ્ટાઇડ, અને કોમલાસ્થિથી મેળવેલા ગ્લાયકોસામિનોગ્લાયકેન, સલ્ફોકેટિનનો સમાવેશ કરીને કાર્યક્ષમતા ઉમેરીને વિશિષ્ટ PdBT મોનોમરનો ઉપયોગ કરીને અસ્થિ અને કોમલાસ્થિ પર પ્રયોગો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. આ હાઇડ્રોજેલ મિશ્રણ સીધું લક્ષ્ય પેશીમાં ઇન્જેક્ટ કરી શકાય છે. હાઇડ્રોજેલમાં સમાવિષ્ટ બાયોમોલેક્યુલ્સ શરીરના યજમાન પેશીઓના મેસેનકાઇમલ સ્ટેમ કોશિકાઓના સંપર્કમાં આવે છે અને તેમને "લોભ" કરે છે જેથી તેઓ 'બીજ' અથવા નવી વૃદ્ધિ શરૂ કરવા માટે લક્ષ્ય વિસ્તારમાં ઉમેરવામાં આવે છે. એકવાર નવી પેશી વધે છે, હાઇડ્રોજેલ ઘટે છે અને અદૃશ્ય થઈ જાય છે.
વર્તમાન અભ્યાસમાં વર્ણવેલ નવા હાઇડ્રોજેલને તાત્કાલિક ઉપયોગ માટે ઓરડાના તાપમાને તૈયાર કરી શકાય છે અને તે મુજબ વિવિધ પેશીઓ માટે કસ્ટમાઇઝ કરી શકાય છે. તૈયારીની સીધી પ્રક્રિયા બાયોમોલેક્યુલ્સના થર્મલ ડિગ્રેડેશનને અટકાવે છે જે અગાઉના હાઇડ્રોજેલ્સ સાથે સમસ્યા હતી કારણ કે આ તેમની જૈવિક પ્રવૃત્તિને અસર કરે છે. બાયોએક્ટિવ હાઇડ્રોજેલ્સ હાડકાં, કોમલાસ્થિ, ત્વચા અને અન્ય પેશીઓને પુનર્જીવિત કરવામાં મદદ કરી શકે છે. આ નવીન ટેકનિક કે જે અનુકૂળ ગુણધર્મ ધરાવતા ઇન્જેક્ટેબલ બાયોએક્ટિવ હાઇડ્રોજેલનો ઉપયોગ કરે છે તે ટીશ્યુ એન્જીનિયરીંગમાં ઉપયોગ કરવાની પ્રબળ સંભાવના ધરાવે છે.
***
{તમે ટાંકેલા સ્ત્રોત(ઓ)ની સૂચિમાં નીચે આપેલ DOI લિંક પર ક્લિક કરીને મૂળ સંશોધન પેપર વાંચી શકો છો}
સ્રોત (ઓ)
ગુઓ જેએલ એટ અલ. 2019. ટીશ્યુ એન્જિનિયરિંગ માટે મોડ્યુલર, ટીશ્યુ-સ્પેસિફિક અને બાયોડિગ્રેડેબલ હાઈડ્રોજેલ ક્રોસ-લિંકર્સ. વિજ્ઞાન એડવાન્સિસ. 5 (6). https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396
