वैज्ञानिकों ने पहली बार मानव कॉर्निया को 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके बायोइंजीनियर किया है जो कॉर्नियल प्रत्यारोपण के लिए एक बढ़ावा हो सकता है।
कॉर्निया है पारदर्शी आँख की गुम्बद के आकार की सबसे बाहरी परत। कॉर्निया पहला लेंस है जिसके माध्यम से प्रकाश आंख के पीछे रेटिना से टकराने से पहले गुजरता है। कॉर्निया अपवर्तक प्रकाश संचारित करके दृष्टि को केंद्रित करने में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह हमारी आंखों को सुरक्षा भी प्रदान करता है और किसी भी क्षति या चोट से दृष्टि की गंभीर हानि और यहां तक कि अंधापन भी हो सकता है। डब्ल्यूएचओ के अनुसार, दुनिया भर में लगभग 10 मिलियन लोगों को कॉर्निया अंधापन को रोकने के लिए सर्जरी की आवश्यकता होती है, जो ट्रेकोमा या कुछ अन्य बीमारियों के परिणामस्वरूप होता है। आंख विकार. पांच मिलियन लोग जलने, घर्षण या किसी अन्य स्थिति के कारण कॉर्निया पर घाव के कारण होने वाले पूर्ण अंधेपन से पीड़ित हैं। क्षतिग्रस्त कॉर्निया का एकमात्र उपचार एक प्राप्त करना है कॉर्निया प्रत्यारोपणहालाँकि, कॉर्निया प्रत्यारोपण में मांग आपूर्ति से अधिक है। इसके अलावा, कॉर्निया प्रत्यारोपण से जुड़े कई जोखिम/जटिलताएं हैं जिनमें आंखों का संक्रमण, टांके का उपयोग आदि शामिल हैं। सबसे महत्वपूर्ण और गंभीर समस्या यह है कि कभी-कभी प्रत्यारोपण के बाद दाता ऊतक (कॉर्निया के) को अस्वीकार कर दिया जाता है। यह एक अनिश्चित स्थिति है और यद्यपि यह दुर्लभ है लेकिन 5 से 30 प्रतिशत मामलों में ऐसा होता है रोगियों.
पहला 3डी प्रिंटेड मानव कॉर्निया
में प्रकाशित एक अध्ययन में प्रायोगिक आई रिसर्च, न्यूकैसल यूनिवर्सिटी, यूके के वैज्ञानिकों ने मानव आंख के लिए कॉर्निया का उत्पादन या 'निर्माण' करने के लिए त्रि-आयामी (3 डी) प्रिंटिंग तकनीक का इस्तेमाल किया है और यह प्रत्यारोपण के लिए कॉर्निया प्राप्त करने के लिए वरदान हो सकता है। अच्छी तरह से स्थापित 3डी बायोप्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने स्टेम सेल (of .) का उपयोग किया मानव कॉर्निया) एक स्वस्थ दाता कॉर्निया से और उन्होंने उन्हें एक समाधान बनाने के लिए एल्गिनेट और कोलेजन के साथ मिश्रित किया जिसे मुद्रित किया जा सकता था। बायो-इंक नामक यह घोल 3D में किसी भी चीज़ को प्रिंट करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण आवश्यकता है। बायोप्रिंटिंग पारंपरिक 3डी प्रिंटिंग का एक विस्तार है, लेकिन जैविक जीवित सामग्रियों पर लागू होता है और इसीलिए इसके बजाय एक जैव-स्याही का उपयोग करने की आवश्यकता होती है जिसमें "जीवित कोशिका संरचनाएं" शामिल होती हैं। उनका अनूठा जेल - एल्गिनेट और कोलेजन से युक्त - स्टेम सेल को जीवित रखने में सक्षम है और साथ ही एक ऐसी सामग्री का उत्पादन करता है जो एक आकार में रहने के लिए पर्याप्त है लेकिन एक 3 डी प्रिंटर से निचोड़ने में सक्षम होने के लिए अभी भी नरम है। शोधकर्ताओं ने एक सरल, सस्ते 3डी बायो-प्रिंटर का उपयोग किया जिसमें उन्होंने जो बायो-इंक तैयार की थी, उसे संकेंद्रित वृत्तों में सफलतापूर्वक व्यवस्थित किया गया ताकि एक गुंबद के आकार का निर्माण किया जा सके। कृत्रिम कॉर्निया. कॉर्निया का विशिष्ट 'घुमावदार आकार' प्राप्त किया गया जो इस अध्ययन को सफल बनाता है। इस मुद्रण प्रक्रिया में 10 मिनट से भी कम समय लगा। तब स्टेम सेल बढ़ते हुए देखे गए थे।
की लोकप्रियता के बाद से 3D बायोप्रिंटिंग में वृद्धि हुई है, शोधकर्ता कॉर्निया को व्यवहार्य और कुशलतापूर्वक बनाने के लिए सबसे उपयुक्त आदर्श जैव-स्याही की तलाश कर रहे हैं। न्यूकैसल विश्वविद्यालय के इस समूह ने बीड़ा उठाया है और इसे हासिल किया है। शोधकर्ताओं के इसी समूह ने पहले दिखाया है कि उन्होंने कोशिकाओं को एल्गिनेट और कोलेजन के एक साधारण जेल के भीतर कमरे के तापमान पर कई हफ्तों तक जीवित रखा। इस अध्ययन से वे इस उपयोगी कॉर्निया को एक सप्ताह के लिए 83 प्रतिशत व्यवहार्य कोशिकाओं के साथ स्थानांतरित करने में सक्षम हुए हैं। इसलिए, ऊतकों को इस चिंता के बिना मुद्रित किया जा सकता है कि वे बढ़ेंगे या नहीं (यानी जीवित रहेंगे) क्योंकि दोनों चीजें एक ही माध्यम में प्राप्त की जा सकती हैं।
रोगी-विशिष्ट कॉर्निया बनाना
शोधकर्ताओं ने इस अध्ययन में यह भी दिखाया है कि प्रत्येक रोगी की अनूठी आवश्यकताओं के अनुरूप कॉर्निया का निर्माण किया जा सकता है। सबसे पहले, रोगी की आंख को स्कैन किया जाता है जो 'प्रिंट कॉर्निया' से मिलान करने के लिए आवश्यक सटीक आकार और आकार के लिए डेटा उत्पन्न करता है। आयाम वास्तविक कॉर्निया से ही लिए जाते हैं जो तब मुद्रण को अत्यधिक सटीक और व्यवहार्य बनाता है। उत्पादन में 3 डी प्रिंटिंग तकनीक का परीक्षण किया गया है कृत्रिम दिल और कुछ अन्य ऊतक। चपटे ऊतक अतीत में बनाए गए हैं लेकिन लेखकों के अनुसार यह पहली बार 'आकार' के कॉर्निया का उत्पादन किया गया है। हालांकि इस पद्धति में अभी भी स्वस्थ दाता कॉर्निया की आवश्यकता होती है, कृत्रिम कॉर्निया में अधिक कोशिकाओं में विकसित होने के लिए स्टेम सेल का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। एक स्वस्थ कॉर्निया क्षतिग्रस्त कॉर्निया को 'प्रतिस्थापित' नहीं करेगा बल्कि हम दान किए गए एक कॉर्निया से 50 कृत्रिम कॉर्निया प्रिंट करने के लिए पर्याप्त कोशिकाएं विकसित कर सकते हैं। यह केवल एक प्रत्यारोपण करने की तुलना में कहीं अधिक लाभकारी परिदृश्य होगा।
भविष्य बनाओ
यह अध्ययन अभी प्रारंभिक चरण में है और 3डी प्रिंटेड कॉर्निया का और अधिक मूल्यांकन किए जाने की आवश्यकता है। शोधकर्ताओं का कहना है कि इस तरह के कृत्रिम कॉर्निया को प्रत्यारोपण के लिए इस्तेमाल करने से पहले उनके काम में कई साल लगेंगे क्योंकि जानवरों और मानव परीक्षणों को अभी भी किया जाना बाकी है। यह भी जाँचने की आवश्यकता है कि क्या यह सामग्री कार्यात्मक है और बहुत सारी फ़ाइन-ट्यूनिंग की आवश्यकता है। शोधकर्ताओं को विश्वास है कि ये कृत्रिम कॉर्निया अगले 5 वर्षों के भीतर व्यावहारिक उपयोग के लिए उपलब्ध होंगे। 3डी प्रिंटिंग तकनीक की उपलब्धता अब कोई समस्या नहीं है क्योंकि यह सस्ती हो गई है और बायोप्रिंटिंग अच्छी तरह से उभर रही है और कुछ वर्षों के समय में मानक प्रक्रियाएं उपलब्ध हो सकती हैं। क्षतिग्रस्त ऊतकों को फिर से बनाने या बदलने के लिए स्टेम सेल का उपयोग करने पर अब अधिक ध्यान दिया जा रहा है, जबकि विधि का मुद्रण पहलू ज्यादातर सुव्यवस्थित है।
यह अध्ययन एक ऐसे समाधान की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है जो हमें दुनिया भर में प्रत्यारोपण के लिए कॉर्निया की असीमित आपूर्ति प्रदान कर सकता है। इसके अलावा, एक इतालवी कंपनी के शोधकर्ता अंततः '3 डी प्रिंटेड आंखें' बनाने की दिशा में सोच रहे हैं, जो कि संभावित जैव-स्याही का उपयोग करके समान तरीके से बनाई जाएगी, जिसमें आंखों के प्राकृतिक सेट में पाए जाने वाले स्पष्ट कोशिकाओं को बदलने के लिए आवश्यक स्पष्ट कोशिकाओं को शामिल किया गया है। . विशिष्ट आवश्यकता के आधार पर विभिन्न संयोजनों में जैव-स्याही भिन्न हो सकते हैं। उनका लक्ष्य 2027 तक इन "कृत्रिम आंखों" को बाजार में लाना है। अध्ययन ने कृत्रिम कॉर्निया का सबसे उन्नत रूप तैयार किया है और अंग और ऊतक की कमी के संभावित समाधान के रूप में बायोप्रिंटिंग पर प्रकाश डाला है।
***
स्रोत (रों)
इसाकसन ए एट अल। 2018. एक कॉर्नियल स्ट्रोमा समकक्ष की 3डी बायोप्रिंटिंग। प्रायोगिक आई रिसर्च.
https://doi.org/10.1016/j.exer.2018.05.010
***
