Polysaccharide Extracted From the Fibrous Residue of the Pseudofruit of Anacardium Occidentale as a Promising Biomaterial for Scaffold Development

चिकित्सा की दुनिया की कल्पना एक विशाल निर्माण स्थल (कंस्ट्रक्शन साइट) के रूप में करें। जब हमारे शरीर को चोट लगती है या वह बीमार होता है, तो उसे अक्सर खुद को फिर से बनाने में मदद करने के लिए एक अस्थायी ढांचे की आवश्यकता होती है, ठीक वैसे ही जैसे एक ढहती हुई ईंट की दीवार की मरम्मत के लिए मचान (स्कैफोल्डिंग) का उपयोग किया जाता है। चिकित्सा जगत में, इन ढांचों को स्कैफोल्ड्स (scaffolds) कहा जाता है। ये छोटे, त्रि-आयामी स्पंज की तरह होते हैं जिन्हें कोशिकाओं को थामने, ऊतकों (टिश्यू) के विकास को निर्देशित करने और यहाँ तक कि दवा को ठीक उसी जगह पहुँचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है जहाँ इसकी आवश्यकता होती है। लंबे समय तक, वैज्ञानिकों ने इन्हें सिंथेटिक प्लास्टिक का उपयोग करके बनाया, लेकिन अब प्राकृतिक निर्माण खंडों (बिल्डिंग ब्लॉक्स) का उपयोग करने की ओर एक बड़ा बदलाव आया है। इसे प्लास्टिक पाइपों को बायोडिग्रेडेबल लताओं से बदलने के समान समझें जिन्हें शरीर अंततः अवशोषित कर सकता है। शोधकर्ता जो बड़ा सवाल पूछ रहे हैं वह यह है: हमें ये प्राकृतिक निर्माण खंड कहाँ मिल सकते हैं? दुर्लभ पौधों को इकट्ठा करने के बजाय, सबसे समझदारी भरा कदम हमारे खाद्य उद्योग से बचे हुए "कचरे" की ओर देखना है। यह खाद्य-औद्योगिक कचरे को जीवन रक्षक सामग्रियों में बदलने का विज्ञान है, जो कभी फेंके गए सामान को कुछ ऐसा बनाने में बदल देता है जो एक दिन मानव शरीर को ठीक करने में मदद कर सकता है।

यह शोध पत्र एक बहुत ही विशिष्ट प्रकार के "कचरे" को लेता है और पूछता है कि क्या यह चिकित्सा जगत में एक नायक बन सकता है। लेखकों ने काजू के पेड़ (Anacardium occidentale) पर ध्यान केंद्रित किया, जो अपने नट के लिए प्रसिद्ध एक मूल ब्राज़ीलियाई प्रजाति है। लेकिन यह पेड़ एक रसीला, सेब जैसा हिस्सा भी पैदा करता है जिसे 'स्यूडोफ्रूट' (pseudofruit) कहा जाता है, जिसका उपयोग पेय पदार्थ बनाने के लिए किया जाता है। जब इस फल को संसाधित किया जाता है, तो यह एक रेशेदार, धागे जैसा अवशेष छोड़ देता है जिसे आमतौर पर फेंक दिया जाता है या जानवरों को खिला दिया जाता है। शोधकर्ताओं ने सोचा: क्या यह रेशेदार कचरा एक विशेष प्रकार के शर्करा अणु, जिसे पॉलीसैकराइड (polysaccharide) कहा जाता है, के लिए एक खजाना हो सकता है? उन्होंने इस शर्करा को निकालने, यह परीक्षण करने के लिए कि क्या यह सुरक्षित और मजबूत है, और फिर इसका उपयोग एक चिकित्सा स्कैफोल्ड बनाने के लिए करने का लक्ष्य रखा।

टीम ने काजू के रेशेदार कचरे को गर्म पानी में उबालकर और फिर अल्कोहल मिलाकर पॉलीसैकराइड को निकालने से शुरुआत की, यह एक ऐसी विधि है जो पास्ता के पानी से स्टार्च निकालने के समान है। वे 2.54 ± 1.54% की प्राप्ति (yield) निकालने में सफल रहे, जो कि एक मामूली मात्रा है, लेकिन काम शुरू करने के लिए पर्याप्त है। इसके बाद उन्होंने इस निकाले गए पदार्थ को यह देखने के लिए कई परीक्षणों से गुजारा कि यह किस चीज से बना है। उन्होंने पाया कि यह मुख्य रूप से कार्बन श्रृंखलाओं से बना है जिनमें बहुत सारे हाइड्रॉक्सिल समूह (जो पानी से प्यार करते हैं) हैं, और इसमें पोटेशियम, कैल्शियम और फास्फोरस की महत्वपूर्ण मात्रा शामिल है। सूक्ष्मदर्शी से देखने पर, कण मोटे, फटे हुए प्लेटों या पतली चादरों की तरह दिखे, न कि चिकने गोलों की तरह। जब उन्होंने इसे गर्म किया, तो सामग्री लगभग 150 °C तक अपना आकार बनाए रखने में सक्षम रही, जिससे सिद्ध हुआ कि यह प्रसंस्करण के लिए पर्याप्त स्थिर है।

इसके बाद, उन्होंने परीक्षण किया कि क्या यह नया पदार्थ जीवन के अनुकूल है। उन्होंने यह जांचा कि क्या यह मुक्त कणों (free radicals - अस्थिर अणु जो कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाते हैं) से लड़ सकता है और पाया कि इसमें एक अच्छा एंटीऑक्सीडेंट प्रभाव था, जिसका EC₅₀ मान 0.5688 ± 0.01 mg/mL था। इसका अर्थ है कि टेस्ट ट्यूब में आधे बुरे कणों को रोकने के लिए इस पदार्थ की उतनी विशिष्ट मात्रा की आवश्यकता थी। उन्होंने यह भी परीक्षण किया कि क्या यह E. coli जैसे बैक्टीरिया को मार सकता है, लेकिन यहाँ इस सामग्री ने अधिक कुछ नहीं किया; परीक्षण की गई सांद्रता (concentrations) पर इसने कोई जीवाणुरोधी गतिविधि नहीं दिखाई। हालाँकि, सबसे महत्वपूर्ण परीक्षण सुरक्षा का था। उन्होंने Artemia salina (ब्राइन श्रिम्प) नामक छोटे समुद्री जीवों को इस सामग्री के संपर्क में रखा। कम सांद्रता पर, जीव ठीक थे, जिससे पता चलता है कि सामग्री में विषाक्तता कम (low toxicity) है। केवल बहुत उच्च खुराक (लगभग 4000 µg/mL) पर ही जीव मरने लगे, जिसे लेखक यह सुझाव देते हैं कि शायद गाढ़ा तरल होने के कारण उन्हें सांस लेने में कठिनाई हुई होगी, न कि सामग्री जहरीली होने के कारण।

अंत में, टीम ने स्कैफोल्ड बनाने का प्रयास किया। उन्होंने काजू के पॉलीसैकराइड को ज़ैंथन गम (xanthan gum) नामक एक अन्य प्राकृतिक गोंद के साथ मिलाया और इस मिश्रण को एक छिद्रपूर्ण, स्पंज जैसी संरचना बनाने के लिए जमा दिया। परिणाम उत्साहजनक थे। परिणामी स्कैफोल्ड अविश्वसनीय रूप से छिद्रपूर्ण थे, जिनमें से कुछ संस्करणों में 90% से अधिक सरंध्रता (porosity) थी (विशेष रूप से हल्के संस्करणों के लिए 96.06 ± 5.28% और 97.59 ± 3.34%)। यह एक महत्वपूर्ण विशेषता है क्योंकि उच्च सरंध्रता का अर्थ है कि पोषक तत्व और कोशिकाएं आसानी से स्पंज के माध्यम से बह सकती हैं। जब उन्होंने यह परीक्षण किया कि यह स्कैफोल्ड सूअर के ऊतक (जो मानव ऊतक का एक विकल्प है) से कितनी अच्छी तरह चिपका, तो जिस संस्करण में ज़ैंथन गम की मात्रा सबसे कम थी, वह सबसे अच्छी तरह चिपका, जिसकी शक्ति 0.0925 ± 0.0159 N·cm⁻² थी। अन्य संस्करण कम चिपचिपे थे, जिसे लेखक बहुत अधिक सघन (compact) होने के कारण बता सकते हैं।

संक्षेप में, शोध पत्र सुझाव देता है कि काजू प्रसंस्करण से प्राप्त रेशेदार कचरा एक प्राकृतिक पॉलीसैकराइड का एक व्यवहार्य, कम विषाक्तता वाला स्रोत है जिसे अत्यधिक छिद्रपूर्ण स्कैफोल्ड में बदला जा सकता है। हालांकि इसने अपने आप में मजबूत जीवाणुरोधी शक्ति नहीं दिखाई, लेकिन उत्कृष्ट सरंध्रता के साथ एक सुरक्षित, स्पंज जैसी संरचना बनाने की इसकी क्षमता इसे भविष्य के बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए एक मजबूत उम्मीदवार बनाती है। लेखक निष्कर्ष निकालते हैं कि यह अपशिष्ट सामग्री एक आशाजनक बायोमटेरियल है, जो काजू उद्योग के उपोत्पाद को टिश्यू इंजीनियरिंग के लिए एक संभावित उपकरण में बदल देती है, हालांकि वे यह भी नोट करते हैं कि सभी चिकित्सा उपयोगों के लिए इसे पूरी तरह से उपयुक्त बनाने के लिए इसकी चिपचिपाहट (stickiness) में कुछ सुधार की आवश्यकता हो सकती है।