Core–Shell DOX-Loaded PLGA Electrospun Membrane Enables Sustained Local Drug Delivery for Preventing Postoperative Fibrosis after Glaucoma Filtration Surgery

ग्लूकोमा दृष्टि का एक मौन चोर है, एक ऐसी स्थिति जिसमें आँख के अंदर दबाव बढ़ जाता है और धीरे-धीरे ऑप्टिक नर्व (दृष्टि तंत्रिका) को नुकसान पहुँचाता है। इस दबाव को बढ़ने से रोकने के लिए, सर्जन अक्सर एक फिल्ट्रेशन ऑपरेशन करते हैं, जिसमें एक नया सूक्ष्म जल निकासी मार्ग बनाया जाता है ताकि तरल पदार्थ बाहर निकल सके। हालाँकि, मानव शरीर घावों को भरने के लिए बना है, और इस नाजुक सर्जरी में, यह प्राकृतिक प्रवृत्ति ही दुश्मन बन जाती है। जैसे ही आँख चीरे को ठीक करने की कोशिश करती है, नए जल निकासी छेद के ऊपर स्कार टिश्यू (घाव का ऊतक) बन जाता है, जो उसे बंद कर देता है और सर्जरी विफल हो जाती है। दशकों से, डॉक्टरों ने इस स्कारिंग को रोकने के लिए शक्तिशाली दवाओं का उपयोग करने की कोशिश की है जो तेजी से बढ़ने वाली कोशिकाओं को मार देती हैं। फिर भी, ये दवाएं एक दोधारी तलवार हैं; वे इतनी जहरीली होती हैं कि स्वस्थ ऊतकों को नुकसान पहुँचा सकती हैं, और वे अपना काम करने के लिए पर्याप्त समय तक टिक नहीं पातीं क्योंकि वे बहुत जल्दी बह जाती हैं। चुनौती एक सटीक, सौम्य खुराक देने का तरीका खोजने की थी जिसे ठीक वहीं पहुँचाया जा सके जहाँ इसकी आवश्यकता है, और इसे आँख को नुकसान पहुँचाए बिना पर्याप्त समय तक वहीं रखा जा सके।

फूज़ियन मेडिकल यूनिवर्सिटी के फर्स्ट एफिलिएटेड हॉस्पिटल और शंघाई नाइंथ पीपल्स हॉस्पिटल के शोधकर्ताओं ने इस समस्या को हल करने के लिए एक नया दृष्टिकोण विकसित किया है। एक तरल दवा लगाने के बजाय जो जल्दी गायब हो जाती है, उन्होंने एक सूक्ष्म, लचीली झिल्ली (मेम्ब्रेन) बनाई है जो एक 'स्लो-रिलीज़ पैच' की तरह काम करती है। यह झिल्ली एक सुरक्षित, बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक से बनी है जिसे पॉली(लैक्टिक-को-ग्लाइकोलिक एसिड) या PLGA कहा जाता है, जिसे शरीर समय के साथ स्वाभाविक रूप से तोड़ सकता है। इस प्लास्टिक के खोल के भीतर, उन्होंने डॉक्सोरूबिसिन (doxorubicin) को फँसाया है, जो कोशिका वृद्धि को रोकने के लिए जानी जाने वाली एक शक्तिशाली दवा है। मुख्य नवाचार इसके निर्माण के तरीके में निहित है। 'कोएक्सियल इलेक्ट्रोस्पिनिंग' नामक तकनीक का उपयोग करते हुए, जो एक विद्युत क्षेत्र के माध्यम से तरल की एक महीन धारा को स्पिन करके फाइबर बनाती है, उन्होंने एक ऐसी संरचना बनाई है जहाँ दवा कोर (केंद्र) में छिपी हुई है और प्लास्टिक बाहरी परत बनाता है। यह डिज़ाइन दवा की रक्षा करता है और यह सुनिश्चित करता है कि वह एक साथ निकलने के बजाय धीरे-धीरे और निरंतर बाहर निकले।

यह विचार काम करता है या नहीं, यह परखने के लिए टीम ने पहले यह देखा कि दवा ने कंजंक्टिवल फाइब्रोब्लास्ट्स (conjunctival fibroblasts) को कैसे प्रभावित किया, जो आँख में स्कार टिश्यू बनाने वाली विशिष्ट कोशिकाएँ हैं। उन्होंने पाया कि दवा ने इन कोशिकाओं को विभाजित होने और आगे बढ़ने से सफलतापूर्वक रोका, लेकिन केवल कुछ निश्चित सांद्रता (कंसंट्रेशन) पर। यदि खुराक बहुत अधिक होती, तो यह कोशिकाओं को बहुत आक्रामक तरीके से मार देती, जो खतरनाक हो सकता था। यदि यह बहुत कम होती, तो इसका कोई प्रभाव नहीं होता। वे एक विशिष्ट सांद्रता पर स्थिर हुए जो अत्यधिक नुकसान पहुँचाए बिना कोशिकाओं को प्रभावी ढंग से रोकती थी। इसके बाद, उन्होंने सूक्ष्मदर्शी के नीचे झिल्ली का परीक्षण किया। फाइबर चिकने और एकसमान थे, और रासायनिक परीक्षणों ने पुष्टि की कि दवा सफलतापूर्वक प्लास्टिक के भीतर फंसी हुई थी। जब उन्होंने झिल्ली को एक कृत्रिम नेत्र वातावरण में रखा, तो इसने कई दिनों तक लगातार दवा छोड़ी, जहाँ अस्सी घंटों के बाद लगभग दो-तिहाई दवा वितरित हो गई थी, और फिर स्थिर हो गई। यह धीमी गति से रिलीज होना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह दवा को उन महत्वपूर्ण हफ्तों के दौरान सक्रिय रखता है जब आँख ठीक होने की कोशिश कर रही होती है।

शोधकर्ताओं ने फिर एक जीवित मॉडल पर आगे बढ़ते हुए, खरगोशों पर फिल्ट्रेशन सर्जरी की ताकि देख सकें कि यह झिल्ली एक वास्तविक जैविक प्रणाली में कैसे काम करती है। उन्होंने जानवरों को तीन समूहों में विभाजित किया। एक समूह को बिना दवा वाली साधारण प्लास्टिक झिल्ली दी गई। दूसरे समूह को दवा में भिगोया हुआ स्पंज दिया गया, जिसे कुछ मिनटों के लिए आँख पर लगाया गया और फिर धो दिया गया, जो वर्तमान मानक देखभाल की नकल करता है। तीसरे समूह को दवा-युक्त झिल्ली दी गई। परिणाम चौंकाने वाले थे। साधारण झिल्ली वाले समूह में, जल निकासी छेद जल्दी ही स्कार टिश्यू द्वारा अवरुद्ध हो गया, और कुछ ही दिनों के भीतर आँख का दबाव खतरनाक स्तर तक बढ़ गया। भिगोए हुए स्पंज वाले समूह ने थोड़ा बेहतर प्रदर्शन किया, लेकिन दवा बहुत जल्दी बह गई, और स्कारिंग अंततः हावी हो गई, जिससे लगभग दस दिनों के बाद जल निकासी छेद विफल हो गया।

इसके विपरीत, दवा-युक्त झिल्ली वाले खरगोशों ने पूरी तरह से अलग परिणाम दिखाए। जल निकासी छेद काफी लंबे समय तक खुले और कार्यात्मक रहे, जिससे सर्जिकल साइट का औसत अस्तित्व समय लगभग बीस दिनों तक बढ़ गया। इन जानवरों में आँख का दबाव कम और स्थिर रहा, जो सर्जरी के अट्ठाइस दिन बाद औसतन केवल दस मिलीमीटर मरकरी के नीचे था, जो अन्य समूहों की तुलना में एक महत्वपूर्ण सुधार है। महत्वपूर्ण रूप से, झिल्ली ने कोई नुकसान नहीं पहुँचाया। शोधकर्ताओं ने सूजन, संक्रमण, या आँख की सतह की स्पष्ट कोशिकाओं (जिन्हें कॉर्निया कहा जाता है) को नुकसान के संकेतों की जाँच की, और उन्हें कुछ भी नहीं मिला। दवा झिल्ली के भीतर ही सीमित थी, जो स्थानीय रूप से जहाँ आवश्यक था वहीं कार्य कर रही थी, और इससे हृदय या शरीर के अन्य हिस्सों में विषाक्तता फैलने का कोई खतरा नहीं था।

यह अध्ययन बताता है कि एक धीमी गति से रिलीज होने वाली, बायोडिग्रेडेबल झिल्ली में दवा को समाहित करना, ग्लूकोमा सर्जरी के बाद स्कारिंग को रोकने के लिए वर्तमान तरीकों की तुलना में एक सुरक्षित और अधिक प्रभावी तरीका है। दवा को यथास्थान रखकर और इसे धीरे-धीरे जारी करके, झिल्ली स्कार टिश्यू को बनने से रोकती है, बिना पारंपरिक दवा अनुप्रयोगों से जुड़ी उच्च विषाक्तता के। जबकि शोधकर्ता नोट करते हैं कि मानव उपयोग के लिए समय और खुराक को परिष्कृत करने के लिए और अधिक अध्ययन की आवश्यकता है, यह कार्य एक स्पष्ट मार्ग प्रदर्शित करता है। यह एक कठिन चिकित्सा समस्या को एक प्रबंधनीय इंजीनियरिंग समाधान में बदल देता है, जो यह आशा जगाता है कि भविष्य की सर्जरी अधिक सफल हो सकती है, जिससे उन रोगियों की दृष्टि सुरक्षित रह सकती है जो वर्तमान में अपनी आँखों के स्वयं को ठीक करने (और इस प्रकार अंधेपन की ओर बढ़ने) के जोखिम का सामना कर रहे हैं।