पहले क्षणिक इलेक्ट्रॉनिक बैंडेज से ठीक होने की गति 30% बढ़ी

22 फरवरी, 2023 (नानावरक न्यूज़) नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने अपनी तरह की पहली छोटी, लचीली, फैलने वाली पट्टी विकसित की है जो घाव वाली जगह पर सीधे इलेक्ट्रोथेरेपी पहुंचाकर उपचार को तेज करती है। एक पशु अध्ययन में, नई पट्टी बिना पट्टी वाले चूहों की तुलना में मधुमेह संबंधी अल्सर को 30% अधिक तेजी से ठीक करती है। पट्टी भी सक्रिय रूप से उपचार प्रक्रिया की निगरानी करती है और फिर आवश्यकता न रहने पर हानिरहित रूप से - इलेक्ट्रोड और सब कुछ - शरीर में घुल जाती है। नया उपकरण मधुमेह के रोगियों के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान कर सकता है, जिनके अल्सर के कारण विभिन्न जटिलताएँ हो सकती हैं, जिनमें अंग काटना या यहाँ तक कि मृत्यु भी शामिल है। जर्नल में प्रकाशित हुआ शोध विज्ञान अग्रिम ("घाव स्थलों पर इलेक्ट्रोथेरेपी और प्रतिबाधा संवेदन के लिए बायोरेसोरेबल, वायरलेस और बैटरी-मुक्त प्रणाली"). यह इलेक्ट्रोथेरेपी प्रदान करने में सक्षम पहली बायोरिसोर्बेबल पट्टी और एक स्मार्ट पुनर्योजी प्रणाली का पहला उदाहरण है। पट्टी के दो इलेक्ट्रोडों पर एक नज़दीकी नज़र: एक छोटा फूल के आकार का इलेक्ट्रोड जो घाव के बिस्तर के ठीक ऊपर बैठता है और एक अंगूठी के आकार का इलेक्ट्रोड जो पूरे घाव को घेरने के लिए स्वस्थ ऊतक पर बैठता है। (छवि: नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी) "जब किसी व्यक्ति को कोई घाव हो जाता है, तो लक्ष्य हमेशा उस घाव को जितनी जल्दी हो सके बंद करना होता है," नॉर्थवेस्टर्न के गुइलेर्मो ए. अमीर, जिन्होंने अध्ययन का सह-नेतृत्व किया, ने कहा। “अन्यथा, एक खुला घाव संक्रमण के प्रति संवेदनशील होता है। और, मधुमेह वाले लोगों के लिए, संक्रमण का इलाज करना और भी कठिन और अधिक खतरनाक है। इन रोगियों के लिए, लागत प्रभावी समाधानों की एक बड़ी आवश्यकता है जो वास्तव में उनके लिए काम करते हैं। हमारी नई पट्टी लागत प्रभावी, लगाने में आसान, अनुकूलनीय, आरामदायक और संक्रमण और आगे की जटिलताओं को रोकने के लिए घावों को बंद करने में कुशल है। अध्ययन के सह-नेतृत्व करने वाले नॉर्थवेस्टर्न के जॉन ए. रोजर्स ने कहा, "हालांकि यह एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है, घाव के बिस्तर के साथ इंटरफेस करने वाले सक्रिय घटक पूरी तरह से पुन: अवशोषित होते हैं।" "इस प्रकार, उपचार प्रक्रिया पूरी होने के बाद सामग्री स्वाभाविक रूप से गायब हो जाती है, जिससे ऊतक को होने वाली किसी भी क्षति से बचा जा सकता है जो अन्यथा शारीरिक निष्कर्षण के कारण हो सकता है।" पुनर्योजी इंजीनियरिंग में एक विशेषज्ञ, अमीर नॉर्थवेस्टर्न के मैककॉर्मिक स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के डैनियल हेल विलियम्स प्रोफेसर और नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी फीनबर्ग स्कूल ऑफ मेडिसिन में सर्जरी के प्रोफेसर हैं। वह सेंटर फॉर एडवांस्ड रीजनरेटिव इंजीनियरिंग (CARE) और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ द्वारा वित्त पोषित प्रीडॉक्टोरल रीजनरेटिव इंजीनियरिंग ट्रेनिंग प्रोग्राम का भी निर्देशन करते हैं। रोजर्स मैककॉर्मिक और फीनबर्ग में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग, बायोमेडिकल इंजीनियरिंग और न्यूरोलॉजिकल सर्जरी के लुईस सिम्पसन और किम्बर्ली क्वेरी प्रोफेसर हैं। वह बायोइलेक्ट्रॉनिक्स के लिए क्वेरी सिम्पसन इंस्टीट्यूट का निर्देशन भी करते हैं। प्रोफेसर गुइलेर्मो अमीर के पास छोटा, पतला, लचीला उपकरण है। (छवि: नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी)

बिजली की शक्ति

अमेरिका में लगभग 30 मिलियन लोगों को मधुमेह है, और उस आबादी के लगभग 15 से 25% लोगों को अपने जीवन में किसी समय मधुमेह संबंधी पैर का अल्सर हो जाता है। चूँकि मधुमेह तंत्रिका क्षति का कारण बन सकता है जिससे सुन्नता आ जाती है, मधुमेह से पीड़ित लोगों को साधारण छाले या छोटी खरोंच का अनुभव हो सकता है जिस पर किसी का ध्यान नहीं जाता और उसका इलाज नहीं किया जाता है। चूंकि उच्च ग्लूकोज का स्तर केशिका दीवारों को मोटा कर देता है, रक्त परिसंचरण धीमा हो जाता है, जिससे इन घावों को ठीक करना अधिक कठिन हो जाता है। एक छोटी सी चोट के खतरनाक घाव में बदलने के लिए यह एकदम सही तूफान है। शोधकर्ता यह देखने के लिए उत्सुक थे कि क्या विद्युत उत्तेजना चिकित्सा इन जिद्दी घावों को बंद करने में मदद कर सकती है। अमीर के अनुसार, चोटें शरीर के सामान्य विद्युत संकेतों को बाधित कर सकती हैं। विद्युत उत्तेजना लागू करके, यह शरीर के सामान्य संकेतों को बहाल करता है, नई कोशिकाओं को घाव के बिस्तर पर स्थानांतरित करने के लिए आकर्षित करता है। अमीर ने कहा, "हमारा शरीर कार्य करने के लिए विद्युत संकेतों पर निर्भर करता है।" “हमने घाव भर में अधिक सामान्य विद्युत वातावरण को बहाल करने या बढ़ावा देने की कोशिश की। हमने देखा कि कोशिकाएं तेजी से घाव में चली गईं और क्षेत्र में त्वचा के ऊतकों को पुनर्जीवित किया। नई त्वचा के ऊतकों में नई रक्त वाहिकाएं शामिल हुईं और सूजन कम हो गई।'' ऐतिहासिक रूप से, चिकित्सकों ने उपचार के लिए इलेक्ट्रोथेरेपी का उपयोग किया है। लेकिन उनमें से अधिकांश उपकरणों में तार वाले, भारी उपकरण शामिल हैं जिनका उपयोग केवल अस्पताल की सेटिंग में पर्यवेक्षण के तहत किया जा सकता है। एक अधिक आरामदायक उत्पाद डिजाइन करने के लिए जिसे घर पर चौबीसों घंटे पहना जा सकता है, अमीर ने बायोइलेक्ट्रॉनिक्स अग्रणी रोजर्स के साथ साझेदारी की, जिन्होंने पहली बार 2018 में बायोरेसोरेबल इलेक्ट्रॉनिक मेडिसिन की अवधारणा पेश की थी।

दूरस्थ नियंत्रण

दो शोधकर्ताओं और उनकी टीमों ने अंततः एक छोटी, लचीली पट्टी विकसित की जो चोट वाली जगह के चारों ओर धीरे से लपेटी जाती है। स्मार्ट पुनर्योजी प्रणाली के एक तरफ दो इलेक्ट्रोड होते हैं: एक छोटा फूल के आकार का इलेक्ट्रोड जो घाव के बिस्तर के ठीक ऊपर बैठता है और एक अंगूठी के आकार का इलेक्ट्रोड जो पूरे घाव को घेरने के लिए स्वस्थ ऊतक पर बैठता है। डिवाइस के दूसरी तरफ सिस्टम को पावर देने के लिए एक ऊर्जा-संचयन कॉइल और वास्तविक समय में डेटा को वायरलेस तरीके से ट्रांसपोर्ट करने के लिए एक नियर-फील्ड कम्युनिकेशन (एनएफसी) सिस्टम होता है। टीम में सेंसर भी शामिल थे जो यह आकलन कर सकते हैं कि घाव कितनी अच्छी तरह ठीक हो रहा है। घाव में विद्युत प्रवाह के प्रतिरोध को मापकर, चिकित्सक प्रगति की निगरानी कर सकते हैं। वर्तमान माप में क्रमिक कमी सीधे उपचार प्रक्रिया से संबंधित है। इसलिए, यदि धारा ऊँची रहती है, तो चिकित्सकों को पता चल जाता है कि कुछ गड़बड़ है। इन क्षमताओं का निर्माण करके, डिवाइस को तारों के बिना दूर से संचालित किया जा सकता है। दूर से, एक चिकित्सक यह निर्णय ले सकता है कि विद्युत उत्तेजना कब लागू करनी है और घाव के ठीक होने की प्रगति की निगरानी कर सकता है। अमीर ने कहा, "जैसे ही कोई घाव ठीक होने की कोशिश करता है, यह एक नम वातावरण पैदा करता है।" “फिर, जैसे ही यह ठीक हो जाता है, इसे सूख जाना चाहिए। नमी धारा को बदल देती है, इसलिए हम घाव में विद्युत प्रतिरोध को ट्रैक करके इसका पता लगाने में सक्षम हैं। फिर, हम उस जानकारी को एकत्र कर सकते हैं और उसे वायरलेस तरीके से प्रसारित कर सकते हैं। घाव देखभाल प्रबंधन के साथ, हम आदर्श रूप से चाहते हैं कि घाव एक महीने के भीतर बंद हो जाए। यदि इसमें अधिक समय लगता है, तो वह देरी चिंताएँ बढ़ा सकती है।” एक छोटे पशु मॉडल अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने प्रतिदिन केवल 30 मिनट के लिए विद्युत उत्तेजना लागू की। यहां तक ​​कि इस कम समय में भी समापन में 30% की तेजी आई।

लुप्त होने वाली क्रिया

जब घाव ठीक हो जाता है, तो फूल के आकार का इलेक्ट्रोड आसानी से शरीर में घुल जाता है, जिससे उसे पुनः प्राप्त करने की आवश्यकता नहीं होती है। टीम ने मोलिब्डेनम नामक धातु से इलेक्ट्रोड बनाए, जिसका व्यापक रूप से इलेक्ट्रॉनिक और अर्धचालक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। उन्होंने पता लगाया कि जब मोलिब्डेनम पर्याप्त पतला होता है, तो यह बायोडिग्रेड हो सकता है। इसके अलावा, यह उपचार प्रक्रिया में हस्तक्षेप नहीं करता है। अमीर ने कहा, "हम यह दिखाने वाले पहले व्यक्ति हैं कि मोलिब्डेनम का उपयोग घाव भरने के लिए बायोडिग्रेडेबल इलेक्ट्रोड के रूप में किया जा सकता है।" “लगभग छह महीने के बाद, इसका अधिकांश हिस्सा ख़त्म हो गया था। और हमने पाया कि अंगों में बहुत कम संचय है। असाधारण नहीं। लेकिन इन इलेक्ट्रोडों को बनाने के लिए हम जिस धातु का उपयोग करते हैं वह इतनी कम है कि हमें उम्मीद नहीं है कि इससे कोई बड़ी समस्या पैदा होगी।'' इसके बाद, टीम एक बड़े पशु मॉडल में मधुमेह संबंधी अल्सर के लिए अपनी पट्टी का परीक्षण करने की योजना बना रही है। फिर, उनका लक्ष्य मनुष्यों पर इसका परीक्षण करना है। क्योंकि पट्टी दवाओं या जैविक पदार्थों को जारी किए बिना शरीर की अपनी उपचार शक्ति का लाभ उठाती है, इसलिए इसे कम नियामक बाधाओं का सामना करना पड़ता है। इसका मतलब यह है कि मरीज़ संभावित रूप से इसे बाज़ार में बहुत जल्द देख सकेंगे।

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• स्रोत: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=62432.php