વૈજ્ઞાનિકોએ પહેલીવાર 3D પ્રિન્ટીંગ ટેકનિકનો ઉપયોગ કરીને માનવ કોર્નિયાનું બાયોએન્જિનિયર કર્યું છે જે કોર્નિયલ ટ્રાન્સપ્લાન્ટ માટે પ્રોત્સાહન બની શકે છે.
કોર્નિયા છે પારદર્શક આંખનો ગુંબજ આકારનો બાહ્યતમ સ્તર. કોર્નિયા એ પ્રથમ લેન્સ છે જેના દ્વારા આંખના પાછળના ભાગમાં રેટિનાને અથડાતા પહેલા પ્રકાશ પસાર થાય છે. કોર્નિયા પ્રત્યાવર્તન પ્રકાશને પ્રસારિત કરીને દ્રષ્ટિને કેન્દ્રિત કરવામાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. તે આપણી આંખને પણ રક્ષણ પૂરું પાડે છે અને કોઈપણ નુકસાન અથવા ઈજા દ્રષ્ટિની ગંભીર ક્ષતિ અને અંધત્વનું કારણ બની શકે છે. ડબ્લ્યુએચઓ અનુસાર, વિશ્વભરમાં લગભગ 10 મિલિયન લોકોને કોર્નિયલ અંધત્વને રોકવા માટે શસ્ત્રક્રિયાની જરૂર પડે છે જે ટ્રેકોમા અથવા કેટલાક રોગોના પરિણામે થાય છે. આંખ અવ્યવસ્થા 50 લાખ લોકો દાઝી જવાથી, ઘર્ષણ અથવા અન્ય કોઈ સ્થિતિને કારણે કોર્નિયાના ડાઘને કારણે સંપૂર્ણ અંધત્વથી પીડાય છે. ક્ષતિગ્રસ્ત કોર્નિયા માટે એકમાત્ર સારવાર એ પ્રાપ્ત કરવી છે કોર્નિયા ટ્રાન્સપ્લાન્ટજોકે, કોર્નિયલ ટ્રાન્સપ્લાન્ટમાં માંગ પુરવઠા કરતાં વધી જાય છે. ઉપરાંત, કોર્નિયલ ટ્રાન્સપ્લાન્ટ સાથે સંકળાયેલા ઘણા જોખમો/જટીલતાઓ છે જેમાં આંખનો ચેપ, ટાંકાનો ઉપયોગ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. સૌથી નોંધપાત્ર અને ગંભીર સમસ્યા એ છે કે કેટલીકવાર ટ્રાન્સપ્લાન્ટ કર્યા પછી દાતાની પેશી (કોર્નિયાની) નકારી કાઢવામાં આવે છે. આ એક અનિશ્ચિત પરિસ્થિતિ છે અને જોકે ભાગ્યે જ તે 5 થી 30 ટકામાં થાય છે દર્દીઓ.
પ્રથમ 3D પ્રિન્ટેડ માનવ કોર્નિયા
માં પ્રકાશિત એક અભ્યાસમાં પ્રાયોગિક આંખ સંશોધન, ન્યુકેસલ યુનિવર્સિટી, યુકેના વૈજ્ઞાનિકોએ માનવ આંખ માટે કોર્નિયાનું ઉત્પાદન અથવા 'ઉત્પાદન' કરવા માટે ત્રિ-પરિમાણીય (3D) પ્રિન્ટીંગ તકનીકનો ઉપયોગ કર્યો છે અને આ ટ્રાન્સપ્લાન્ટ માટે કોર્નિયા મેળવવા માટે વરદાન બની શકે છે. સુસ્થાપિત 3D બાયોપ્રિંટિંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને, સંશોધકોએ સ્ટેમ સેલનો ઉપયોગ કર્યો (માંથી માનવ કોર્નિયા) સ્વસ્થ દાતા કોર્નિયામાંથી મેળવ્યું અને પ્રિન્ટ કરી શકાય તેવું સોલ્યુશન બનાવવા માટે તેમને અલ્જીનેટ અને કોલેજન સાથે મિશ્રિત કર્યા. બાયો-ઇંક નામનું આ સોલ્યુશન 3Dમાં કંઈપણ પ્રિન્ટ કરવા માટે સૌથી મહત્વપૂર્ણ જરૂરિયાત છે. બાયોપ્રિંટિંગ એ પરંપરાગત 3D પ્રિન્ટિંગનું વિસ્તરણ છે પરંતુ તે જૈવિક જીવંત સામગ્રી પર લાગુ થાય છે અને તેથી જ તેના બદલે બાયો-ઇંકનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે જેમાં "જીવંત કોષ રચનાઓ"નો સમાવેશ થાય છે. તેમનું અનોખું જેલ - જેમાં એલ્જીનેટ અને કોલેજનનો સમાવેશ થાય છે - સ્ટેમ કોશિકાઓને જીવંત રાખવામાં સક્ષમ છે અને તે જ સમયે એક એવી સામગ્રી ઉત્પન્ન કરે છે જે આકારમાં રહેવા માટે પૂરતી મજબૂત છે પરંતુ 3D પ્રિન્ટરમાંથી બહાર કાઢવા માટે સક્ષમ હોવા છતાં તે નરમ છે. સંશોધકોએ એક સરળ, સસ્તું 3D બાયો-પ્રિંટરનો ઉપયોગ કર્યો જેમાં બાયો-ઇંક જે તેઓ તૈયાર કરે છે તેને સફળતાપૂર્વક સંકેન્દ્રિત વર્તુળોમાં ગોઠવવામાં આવી હતી જેથી તે ગુંબજ આકારની રચના કરી શકે. કૃત્રિમ કોર્નિયા. કોર્નિયાનો વિશિષ્ટ 'વક્ર આકાર' પ્રાપ્ત થયો હતો જે આ અભ્યાસને સફળ બનાવે છે. આ પ્રિન્ટીંગ પ્રક્રિયામાં 10 મિનિટથી ઓછો સમય લાગ્યો. ત્યારબાદ સ્ટેમ સેલ વધતા જોવા મળ્યા.
ની લોકપ્રિયતા ત્યારથી 3D બાયોપ્રિંટિંગમાં વધારો થયો છે, સંશોધકો શક્ય અને અસરકારક રીતે કોર્નિયા બનાવવા માટે શ્રેષ્ઠ અનુકુળ આદર્શ બાયો-ઇંક શોધી રહ્યા છે. ન્યૂકેસલ યુનિવર્સિટીના આ જૂથે આગેવાની લીધી છે અને તે હાંસલ કર્યું છે. સંશોધકોના સમાન જૂથે અગાઉ દર્શાવ્યું હતું કે તેઓએ કોષોને ઓરડાના તાપમાને અલ્જીનેટ અને કોલેજનની એક સરળ જેલમાં કેટલાંક અઠવાડિયા સુધી જીવંત રાખ્યા હતા. આ અભ્યાસ સાથે તેઓ એક સપ્તાહ માટે 83 ટકા પર કાર્યક્ષમ કોષો સાથે આ ઉપયોગી કોર્નિયાને સ્થાનાંતરિત કરવામાં સક્ષમ થયા છે. તેથી, પેશીઓ વધશે કે નહીં (એટલે કે જીવંત રહેશે) ચિંતા કર્યા વિના છાપી શકાય છે કારણ કે બંને વસ્તુઓ એક જ માધ્યમમાં પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.
દર્દી-વિશિષ્ટ કોર્નિયા બનાવવી
સંશોધકોએ આ અભ્યાસમાં એ પણ દર્શાવ્યું છે કે કોર્નિયા દરેક દર્દીની વિશિષ્ટ જરૂરિયાતોને અનુરૂપ બનાવી શકાય છે. પ્રથમ, દર્દીની આંખ સ્કેન કરવામાં આવે છે જે 'પ્રિન્ટ કોર્નિયા'ને ચોક્કસ આકાર અને કદ સાથે મેળ કરવા માટે ડેટા જનરેટ કરે છે. પરિમાણો વાસ્તવિક કોર્નિયામાંથી જ લેવામાં આવે છે જે પછી પ્રિન્ટિંગને અત્યંત સચોટ અને શક્ય બનાવે છે. ઉત્પાદનમાં 3D પ્રિન્ટીંગ ટેકનોલોજીનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું છે કૃત્રિમ હૃદય અને કેટલાક અન્ય પેશીઓ. ભૂતકાળમાં સપાટ પેશીઓ બનાવવામાં આવી છે પરંતુ લેખકોના જણાવ્યા અનુસાર આ પ્રથમ વખત 'આકારના' કોર્નિયાનું નિર્માણ થયું છે. જોકે આ પદ્ધતિમાં હજુ પણ સ્વસ્થ દાતા કોર્નિયાની જરૂર છે, સ્ટેમ સેલનો સફળતાપૂર્વક કૃત્રિમ કોર્નિયામાં વધુ કોષોમાં વૃદ્ધિ કરવા માટે ઉપયોગ થાય છે. એક સ્વસ્થ કોર્નિયા ક્ષતિગ્રસ્ત કોર્નિયાને ફક્ત 'રિપ્લેસ' કરશે નહીં પરંતુ અમે 50 કૃત્રિમ કોર્નિયા છાપવા માટે દાન કરેલા કોર્નિયામાંથી પૂરતા કોષો ઉગાડી શકીએ છીએ. માત્ર એક જ ટ્રાન્સપ્લાન્ટ કરવા કરતાં આ એક વધુ ફાયદાકારક દૃશ્ય હશે.
ફ્યુચર
આ અભ્યાસ હજુ પ્રાથમિક તબક્કામાં છે અને 3D પ્રિન્ટેડ કોર્નિયાનું વધુ મૂલ્યાંકન કરવાની જરૂર છે. સંશોધકો જણાવે છે કે ટ્રાન્સપ્લાન્ટ માટે આવા કૃત્રિમ કોર્નિયાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તે પહેલાં તેમના કામમાં ઘણા વર્ષો લાગશે કારણ કે પ્રાણીઓ અને માનવીય પરીક્ષણો હજુ હાથ ધરવાના બાકી છે. આ સામગ્રી કાર્યરત છે કે કેમ તે પણ તપાસવાની જરૂર છે અને ઘણાં ફાઇન-ટ્યુનિંગની જરૂર છે. સંશોધકોને વિશ્વાસ છે કે આ કૃત્રિમ કોર્નિયા આગામી 5 વર્ષમાં વ્યવહારુ ઉપયોગ માટે ઉપલબ્ધ થશે. 3D પ્રિન્ટિંગ ટેક્નોલોજીની ઉપલબ્ધતા હવે કોઈ સમસ્યા નથી કારણ કે તે સસ્તી બની ગઈ છે અને બાયોપ્રિંટિંગ સારી રીતે ઉભરી રહ્યું છે અને થોડા વર્ષોમાં પ્રમાણભૂત પ્રક્રિયાઓ ઉપલબ્ધ થઈ શકે છે. ક્ષતિગ્રસ્ત પેશીઓને પુનઃનિર્માણ અથવા બદલવા માટે સ્ટેમ સેલનો ઉપયોગ કરવા તરફ વધુ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવી રહ્યું છે જ્યારે પદ્ધતિનું પ્રિન્ટિંગ પાસું મોટે ભાગે સુવ્યવસ્થિત છે.
આ અભ્યાસ એ ઉકેલ તરફ એક મહત્વપૂર્ણ પગલું છે જે આપણને વિશ્વભરમાં ટ્રાન્સપ્લાન્ટ માટે કોર્નિયાનો અમર્યાદિત પુરવઠો આપી શકે છે. વધુમાં, એક ઇટાલિયન કંપનીના સંશોધકો આખરે '3D પ્રિન્ટેડ આંખો' બનાવવાની દિશામાં વિચારી રહ્યા છે જે સંભવિત બાયો-ઇંકનો ઉપયોગ કરીને સમાન રીતે બનાવવામાં આવશે જે આંખોના કુદરતી સમૂહમાં જોવા મળતા સ્પષ્ટ કોષોને બદલવા માટે જરૂરી કોષોને સમાવે છે. . ચોક્કસ જરૂરિયાતના આધારે બાયો-ઇંક વિવિધ સંયોજનોમાં બદલાઈ શકે છે. તેઓ 2027 સુધીમાં આ "કૃત્રિમ આંખો" બજારમાં લાવવાનું લક્ષ્ય ધરાવે છે. અભ્યાસે કૃત્રિમ કોર્નિયાના સૌથી અદ્યતન સ્વરૂપનું નિર્માણ કર્યું છે અને અંગ અને પેશીઓની અછતના સંભવિત ઉકેલ તરીકે બાયોપ્રિન્ટિંગને પ્રકાશિત કર્યું છે.
***
{તમે ટાંકેલા સ્ત્રોત(ઓ)ની સૂચિમાં નીચે આપેલ DOI લિંક પર ક્લિક કરીને મૂળ સંશોધન પેપર વાંચી શકો છો}
સ્રોત (ઓ)
આઇઝેકસન એ એટ અલ. 2018. કોર્નિયલ સ્ટ્રોમા સમકક્ષનું 3D બાયોપ્રિંટિંગ. પ્રાયોગિક આંખ સંશોધન.
https://doi.org/10.1016/j.exer.2018.05.010
