शास्त्रज्ञांनी प्रथमच 3D प्रिंटिंग तंत्राचा वापर करून मानवी कॉर्नियाचे बायोइंजिनियर केले आहे जे कॉर्नियल प्रत्यारोपणासाठी चालना देणारे ठरू शकते.
कॉर्निया आहे पारदर्शक डोम-आकाराचा डोळा बाह्यतम थर. कॉर्निया ही पहिली लेन्स आहे ज्यामधून प्रकाश डोळ्याच्या मागील बाजूस रेटिनाला मारण्यापूर्वी जातो. अपवर्तक प्रकाश प्रसारित करून दृष्टी केंद्रित करण्यात कॉर्निया खूप महत्त्वाची भूमिका बजावते. हे आपल्या डोळ्यांना संरक्षण देखील प्रदान करते आणि कोणतीही हानी किंवा दुखापत झाल्यास दृष्टी आणि अगदी अंधत्व देखील होऊ शकते. डब्ल्यूएचओच्या म्हणण्यानुसार, जगभरात सुमारे 10 दशलक्ष लोकांना कॉर्नियल अंधत्व टाळण्यासाठी शस्त्रक्रियेची आवश्यकता असते जी ट्रॅकोमा किंवा काही आजारांमुळे उद्भवते. डोळा विकार कॉर्नियाला भाजणे, ओरखडे पडणे किंवा इतर काही परिस्थितीमुळे संपूर्ण अंधत्व येते. खराब झालेल्या कॉर्नियाचा एकमात्र उपचार म्हणजे ए कॉर्निया प्रत्यारोपणतथापि, कॉर्नियल प्रत्यारोपणामध्ये मागणी पुरवठ्यापेक्षा जास्त आहे. तसेच, कॉर्निया प्रत्यारोपणाशी संबंधित अनेक धोके/गुंतागुती आहेत ज्यात डोळ्यांचा संसर्ग, टाके वापरणे इ. सर्वात लक्षणीय आणि गंभीर समस्या ही आहे की कधीकधी प्रत्यारोपणानंतर दात्याचे ऊतक (कॉर्नियाचे) नाकारले जाते. ही एक अनिश्चित परिस्थिती आहे आणि दुर्मिळ असली तरी ती 5 ते 30 टक्के मध्ये घडते रुग्णांना.
पहिला 3D मुद्रित मानवी कॉर्निया
प्रकाशित झालेल्या एका अभ्यासात प्रायोगिक नेत्र संशोधन, न्यूकॅसल युनिव्हर्सिटी, यूके येथील शास्त्रज्ञांनी मानवी डोळ्यासाठी कॉर्निया तयार करण्यासाठी किंवा 'उत्पादन' करण्यासाठी त्रिमितीय (3D) मुद्रण तंत्राचा वापर केला आहे आणि प्रत्यारोपणासाठी कॉर्निया मिळविण्यासाठी हे वरदान ठरू शकते. सुस्थापित 3D बायोप्रिंटिंग तंत्रज्ञानाचा वापर करून, संशोधकांनी स्टेम पेशींचा वापर केला (चे मानवी कॉर्निया) निरोगी दात्याच्या कॉर्नियापासून आणि त्यांनी त्यांना अल्जिनेट आणि कोलेजनमध्ये मिसळून एक द्रावण तयार केले जे मुद्रित केले जाऊ शकते. बायो-इंक नावाचे हे द्रावण थ्रीडीमध्ये काहीही छापण्यासाठी सर्वात महत्त्वाची गरज आहे. बायोप्रिंटिंग हा पारंपारिक 3D प्रिंटिंगचा विस्तार आहे परंतु जैविक सजीव सामग्रीवर लागू केला जातो आणि म्हणूनच त्याऐवजी बायो-इंक वापरणे आवश्यक आहे ज्यामध्ये "जिवंत पेशी संरचना" समाविष्ट आहे. त्यांचे अनोखे जेल - अल्जिनेट आणि कोलेजन यांचा समावेश आहे- स्टेम पेशी जिवंत ठेवण्यास सक्षम आहे आणि त्याच वेळी एक अशी सामग्री तयार करते जी आकारात राहण्यासाठी पुरेसे मजबूत आहे परंतु 3D प्रिंटरमधून पिळून काढण्यास सक्षम आहे. संशोधकांनी एक साधा, स्वस्त 3D बायो-प्रिंटर वापरला ज्यामध्ये त्यांनी तयार केलेली जैव-शाई एकाग्र वर्तुळात यशस्वीरित्या आयोजित केली गेली आणि घुमटाचा आकार तयार केला. कृत्रिम कॉर्निया. कॉर्नियाचा विशिष्ट 'वक्र आकार' प्राप्त झाला ज्यामुळे हा अभ्यास यशस्वी झाला. या मुद्रण प्रक्रियेस 10 मिनिटांपेक्षा कमी वेळ लागला. तेव्हा स्टेम पेशी वाढत असल्याचे दिसून आले.
ची लोकप्रियता तेव्हापासून 3D बायोप्रिंटिंगमध्ये वाढ झाली आहे, संशोधक कॉर्नियाला व्यवहार्यपणे आणि कार्यक्षमतेने बनवण्यासाठी सर्वोत्तम अनुकूल आदर्श बायो-इंक शोधत आहेत. न्यूकॅसल विद्यापीठातील या गटाने पुढाकार घेऊन ते साध्य केले आहे. संशोधकांच्या त्याच गटाने यापूर्वी दर्शविले आहे की त्यांनी अल्जिनेट आणि कोलेजनच्या साध्या जेलमध्ये खोलीच्या तपमानावर अनेक आठवडे पेशी जिवंत ठेवल्या. या अभ्यासामुळे ते एका आठवड्यासाठी 83 टक्के व्यवहार्य असलेल्या पेशींसह वापरण्यायोग्य कॉर्निया हस्तांतरित करण्यात सक्षम झाले आहेत. त्यामुळे, ऊती वाढतील की नाही (म्हणजे जिवंत राहतील) याची चिंता न करता मुद्रित केले जाऊ शकते कारण दोन्ही गोष्टी एकाच माध्यमात साध्य करता येतात.
रुग्ण-विशिष्ट कॉर्निया बनवणे
संशोधकांनी या अभ्यासात असेही दाखवले आहे की कॉर्निया प्रत्येक रुग्णाच्या विशिष्ट गरजांशी जुळण्यासाठी तयार केला जाऊ शकतो. प्रथम, रुग्णाच्या डोळ्याचे स्कॅनिंग केले जाते जे 'प्रिंट कॉर्निया' आवश्यक आकार आणि आकाराशी जुळण्यासाठी डेटा तयार करते. परिमाणे वास्तविक कॉर्नियामधूनच घेतली जातात ज्यामुळे मुद्रण अत्यंत अचूक आणि व्यवहार्य होते. थ्रीडी प्रिंटिंग तंत्रज्ञानाची निर्मिती करताना चाचणी घेण्यात आली आहे कृत्रिम हृदय आणि इतर काही ऊतक. भूतकाळात सपाट ऊतक तयार केले गेले आहेत परंतु लेखकांच्या मते 'आकाराचे' कॉर्निया तयार करण्याची ही पहिलीच वेळ आहे. जरी या पद्धतीसाठी अद्याप निरोगी दात्याच्या कॉर्नियाची आवश्यकता असली तरी, कृत्रिम कॉर्नियामध्ये अधिक पेशींमध्ये वाढ करण्यासाठी स्टेम पेशींचा यशस्वीपणे वापर केला जातो. एक निरोगी कॉर्निया केवळ खराब झालेल्या कॉर्नियाला 'बदलू' शकत नाही परंतु आम्ही एका दान केलेल्या कॉर्नियामधून 50 कृत्रिम कॉर्निया मुद्रित करण्यासाठी पुरेशा पेशी वाढवू शकतो. केवळ एक प्रत्यारोपण करण्यापेक्षा ही परिस्थिती अधिक फायदेशीर असेल.
भविष्यातील
हा अभ्यास अद्याप प्राथमिक टप्प्यावर आहे आणि 3D प्रिंटेड कॉर्नियाचे आणखी मूल्यमापन करणे आवश्यक आहे. संशोधकांचे म्हणणे आहे की अशा कृत्रिम कॉर्नियाचा प्रत्यारोपणासाठी वापर होण्याआधी त्यांच्या कार्याला अनेक वर्षे लागतील कारण प्राणी आणि मानवी चाचण्या अद्याप बाकी आहेत. हे साहित्य कार्यक्षम आहे की नाही हे देखील तपासणे आवश्यक आहे आणि बरेच बारीक-ट्यूनिंग आवश्यक आहे. संशोधकांना खात्री आहे की हे कृत्रिम कॉर्निया पुढील 5 वर्षांत व्यावहारिक वापरासाठी उपलब्ध होतील. 3D प्रिंटिंग तंत्रज्ञानाची उपलब्धता ही आता समस्या नाही कारण ती स्वस्त झाली आहे आणि बायोप्रिंटिंग चांगल्या प्रकारे उदयास येत आहे आणि काही वर्षांच्या कालावधीत मानक प्रक्रिया उपलब्ध होऊ शकतात. आता अधिक लक्ष स्टेम पेशींचा वापर करून खराब झालेल्या ऊतींचे पुनर्बांधणी किंवा पुनर्बांधणी करण्याकडे जात आहे, तर पद्धतीची छपाईची बाजू मुख्यतः सुव्यवस्थित आहे.
जगभरातील प्रत्यारोपणासाठी कॉर्नियाचा अमर्याद पुरवठा मिळू शकेल अशा उपायाच्या दिशेने हा अभ्यास एक महत्त्वपूर्ण पाऊल आहे. पुढे, एका इटालियन कंपनीतील संशोधक शेवटी '3D मुद्रित डोळे' तयार करण्याच्या दिशेने विचार करत आहेत जे संभाव्य जैव-शाई वापरून अशाच पद्धतीने तयार केले जातील ज्यामध्ये डोळ्यांच्या नैसर्गिक संचामध्ये सापडलेल्या स्पष्ट पेशी बदलण्यासाठी आवश्यक असलेल्या पेशींचा समावेश असेल. . बायो-इंक्स विशिष्ट गरजेनुसार वेगवेगळ्या संयोजनात बदलू शकतात. 2027 पर्यंत हे "कृत्रिम डोळे" बाजारात आणण्याचे त्यांचे उद्दिष्ट आहे. अभ्यासाने कृत्रिम कॉर्नियाचे सर्वात प्रगत स्वरूप तयार केले आहे आणि अवयव आणि ऊतींच्या कमतरतेवर संभाव्य उपाय म्हणून बायोप्रिंटिंगवर प्रकाश टाकला आहे.
***
{उद्धृत स्रोतांच्या सूचीमध्ये खाली दिलेल्या DOI लिंकवर क्लिक करून तुम्ही मूळ शोधनिबंध वाचू शकता}
स्त्रोत
Isaacson A et al. 2018. कॉर्नियल स्ट्रोमा समतुल्य 3D बायोप्रिंटिंग. प्रायोगिक नेत्र संशोधन.
https://doi.org/10.1016/j.exer.2018.05.010
