इंसानी अंगों के प्रत्यारोपण की तकनीक भी अब बदल सकती है

• थक्केदार पदार्थ से विद्युत प्रवाहित भी होगी

• इसे किसी भी आकार में ढाला जा सकेगा

• चूहों पर किया गया परीक्षण सफल रहा है

राष्ट्रीय खबर

रांचीः शोधकर्ता वैज्ञानिकों ने अब एक ऐसा नरम, प्रिंट करने योग्य, धातु-मुक्त इलेक्ट्रोड विकसित किया है, जो अंग प्रत्यारोपण के प्रचलित तकनीक को ही बदल सकता है। जेली जैसी यह सामग्री धातुओं को पेसमेकर, कॉक्लियर इम्प्लांट्स और अन्य इलेक्ट्रॉनिक इम्प्लांट्स के लिए इलेक्ट्रिकल इंटरफेस के रूप में बदल सकती है।

अब वे पारंपरिक पेसमेकर और कर्णावत प्रत्यारोपण से लेकर अधिक भविष्यवादी मस्तिष्क और रेटिनल माइक्रोचिप्स तक उपकरणों की एक विस्तृत वर्गीकरण तैयार करेंगे, जिसका उद्देश्य दृष्टि को बढ़ाना, अवसाद का इलाज करना और गतिशीलता को बहाल करना है। हम जानते हैं कि इंसानी शरीर में कुछ प्रत्यारोपण कठोर और भारी होते हैं, जबकि अन्य लचीले और पतले होते हैं। लेकिन कोई फर्क नहीं पड़ता कि उनके रूप और कार्य, लगभग सभी प्रत्यारोपणों में इलेक्ट्रोड शामिल होते हैं।

इम्प्लांटेबल इलेक्ट्रोड मुख्य रूप से कठोर धातुओं से बने होते हैं जो स्वभाव से विद्युत प्रवाहकीय होते हैं। लेकिन समय के साथ, धातुएं ऊतकों को बढ़ा सकती हैं, निशान और सूजन पैदा कर सकती हैं जो बदले में इम्प्लांट के प्रदर्शन को कम कर सकती हैं। अब, एमआईटी के इंजीनियरों ने एक धातु-मुक्त, जेली जैसी सामग्री विकसित की है जो जैविक ऊतक की तरह नरम और सख्त है और पारंपरिक धातुओं के समान बिजली का संचालन कर सकती है।

सामग्री को एक प्रिंट करने योग्य स्याही में बनाया जा सकता है, जिसे शोधकर्ताओं ने लचीले, रबरयुक्त इलेक्ट्रोड में प्रतिरूपित किया। नई सामग्री, जो एक प्रकार का उच्च-प्रदर्शन संवाहक पॉलीमर हाइड्रोजेल है, एक दिन जैविक ऊतक के रूप में धातुओं को कार्यात्मक, जेल-आधारित इलेक्ट्रोड के रूप में बदल सकती है।

चिकित्सा उपकरण स्टार्टअप, सनाहील के सह-संस्थापक ह्यूनवू युक कहते हैं, यह सामग्री धातु इलेक्ट्रोड के समान काम करती है, लेकिन जैल से बनाई जाती है जो हमारे शरीर के समान होती है, और समान जल सामग्री के साथ होती है। यह एक कृत्रिम ऊतक या तंत्रिका की तरह है। जुआन झाओ कहते हैं, हम मानते हैं कि पहली बार, हमारे पास एक कठिन, मजबूत, जेल-ओ-जैसा इलेक्ट्रोड है जो संभावित रूप से नसों को उत्तेजित करने के लिए धातु की जगह ले सकता है और शरीर में हृदय, मस्तिष्क और अन्य अंगों के साथ इंटरफेस कर सकता है । वह खुद एमआईटी में मैकेनिकल इंजीनियरिंग और सिविल और पर्यावरण इंजीनियरिंग के प्रोफेसर हैं।

शोधकर्ताओँ ने बताया कि अधिकांश पॉलिमर प्रकृति द्वारा इन्सुलेट कर रहे हैं, जिसका अर्थ है कि बिजली आसानी से उनके माध्यम से नहीं गुजरती है। लेकिन पॉलिमर का एक छोटा और विशेष वर्ग मौजूद है जो वास्तव में इलेक्ट्रॉनों को अपने थोक के माध्यम से पारित कर सकता है। शोधकर्ताओं ने आशा व्यक्त की कि प्रवाहकीय बहुलक और हाइड्रोजेल के संयोजन से एक लचीला, जैव-संगत और विद्युत प्रवाहकीय जेल निकलेगा।

लेकिन आज तक बनाई गई सामग्री या तो बहुत कमजोर और भंगुर थी, या उन्होंने खराब विद्युत प्रदर्शन का प्रदर्शन किया।  जेल सामग्री में, विद्युत और यांत्रिक गुण हमेशा एक दूसरे से लड़ते हैं, यदि आप एक जेल के विद्युत गुणों में सुधार करते हैं, तो आपको यांत्रिक गुणों का त्याग करना होगा, और इसके विपरीत। लेकिन वास्तव में, दोनों की आवश्यकता है: एक सामग्री प्रवाहकीय होनी चाहिए, साथ ही खिंचाव और मजबूत भी। यही सच्ची चुनौती थी और यही कारण है कि लोग पूरी तरह से जेल से बने विश्वसनीय उपकरणों में प्रवाहकीय पॉलिमर नहीं बना सके।

समूह ने महसूस किया कि क्रमशः प्रवाहकीय बहुलक और हाइड्रोजेल की विद्युत और यांत्रिक शक्तियों को संरक्षित करने के लिए, दोनों सामग्रियों को इस तरह मिलाया जाना चाहिए कि वे थोड़ा पीछे हटें। शोधकर्ताओं ने तब स्पेगेटीफाइड जेल को एक स्याही में पकाने के लिए नुस्खा को बदल दिया, जिसे उन्होंने 3 डी प्रिंटर के माध्यम से तैयार किया और पारंपरिक धातु इलेक्ट्रोड के समान पैटर्न में शुद्ध हाइड्रोजेल की फिल्मों पर मुद्रित किया।

चूंकि यह जेल 3डी-प्रिंट करने योग्य है, इसलिए ज्यामिति और आकृतियों को अनुकूलित कर सकते हैं, जिससे सभी प्रकार के अंगों के लिए विद्युत इंटरफेस बनाना आसान हो जाता है। शोधकर्ताओं ने तब मुद्रित, जेल-ओ-जैसे इलेक्ट्रोड को चूहों के हृदय, कटिस्नायुशूल तंत्रिका और रीढ़ की हड्डी पर प्रत्यारोपित किया।

टीम ने दो महीने तक जानवरों में इलेक्ट्रोड के विद्युत और यांत्रिक प्रदर्शन का परीक्षण किया और पाया कि डिवाइस आसपास के ऊतकों में थोड़ी सूजन या निशान के साथ स्थिर रहे। इलेक्ट्रोड दिल से बाहरी मॉनिटर तक विद्युत दालों को रिले करने में सक्षम थे, साथ ही छोटे दालों को कटिस्नायुशूल तंत्रिका और रीढ़ की हड्डी तक पहुंचाते थे, जो बदले में संबंधित मांसपेशियों और अंगों में मोटर गतिविधि को उत्तेजित करते थे। झाओ कहते हैं, हमारे समूह का लक्ष्य शरीर के अंदर ग्लास, सिरेमिक और धातु को जेल-ओ जैसी किसी चीज़ से बदलना है, इसलिए यह अधिक सौम्य लेकिन बेहतर प्रदर्शन है, और लंबे समय तक चल सकता है।