Polycomplexes based on Bombyx mori Chitosan and β-D-cyclodextrin with Hollow structure: Synthesis, Characterization, and Prolonged Drug Release
यह अध्ययन बोम्बीक्स मोरी चिटोसन और एक्रिलिक एसिड-संशोधित β-साइक्लोडेक्सट्रिन के स्व-संयोजन (self-assembly) के माध्यम से निर्मित खोखले नैनोकैप्सूल के संश्लेषण और लक्षण वर्णन की रिपोर्ट करता है, जो उच्च एनकैप्सुलेशन दक्षता के साथ फ्यूरासिलिन के लिए एक निरंतर दवा वितरण प्रणाली के रूप में अपनी प्रभावकारिता प्रदर्शित करते हैं।
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चिकित्सा की दुनिया में, शरीर के सही स्थान पर दवा पहुँचाना अक्सर एक विशाल शहर में बिना पते के किसी विशिष्ट घर को पत्र भेजने की कोशिश करने जैसा होता है। दवा बहुत जल्दी घुल सकती है, शरीर की प्राकृतिक रक्षा प्रणालियों द्वारा नष्ट की जा सकती है, या हर जगह फैल सकती है, जिससे स्वस्थ ऊतकों में दुष्प्रभाव (side effects) हो सकते हैं जबकि वह अपने लक्ष्य तक पहुँचने में विफल रहती है। इसे हल करने के लिए, वैज्ञानिकों ने दशकों तक नैनोकैप्सूल (nanocapsules) कहे जाने वाले छोटे कंटेनरों को विकसित करने में समय बिताया है, जो दवा को शरीर के माध्यम से सुरक्षित रूप से ले जा सकें और ठीक उसी स्थान पर धीरे-धीरे छोड़ सकें जहाँ इसकी आवश्यकता होती है। ये कंटेनर आमतौर पर उन प्राकृतिक सामग्रियों से बने होते हैं जिन्हें शरीर सुरक्षित मानता है, जैसे कि चिटोसन (chitosan), जो क्रस्टेशियंस या कीटों के कवच से प्राप्त होता है, और साइक्लोडेक्सट्रिन (cyclodextrins), जो रिंग के आकार के शर्करा अणु होते हैं जो अन्य रसायनों को थामे रखने में उत्कृष्ट होते हैं। चुनौती इन सामग्रियों को इस तरह से संयोजित करने में थी जो एक स्थिर, खोखला खोल बना सके जो दवा को धारण कर सके और उसे एक साथ छोड़ने के बजाय समय के साथ धीरे-धीरे बाहर निकाल सके।
उज्बेकिस्तान के इंस्टीट्यूट ऑफ पॉलीमर केमिस्ट्री एंड फिजिक्स के शोधकर्ताओं ने रेशम के कीड़ों (silkworms) से प्राप्त चिटोसन और बीटा-साइक्लोडेक्सट्रिन नामक एक संशोधित शर्करा रिंग का उपयोग करके एक नए प्रकार का खोखला नैनोकैप्सूल बनाकर इस प्रयास में एक कदम आगे बढ़ाया है। टीम ने एक सरल विचार के साथ शुरुआत की: यदि वे शर्करा रिंग से एक विशिष्ट रासायनिक समूह को जोड़ सकें, तो वे इसे प्राकृतिक विद्युत आकर्षण के माध्यम से चिटोसन से चिपका सकते हैं, जिससे एक जटिल संरचना बन सकेगी। उन्होंने बीटा-साइक्लोडेक्सट्रिन से एक सामान्य रसायन, ऐक्रेलिक एसिड (acrylic acid) को जोड़ने का विकल्प चुना। इस संशोधन ने शर्करा रिंग को एक नकारात्मक विद्युत आवेश (negative charge) दिया, जबकि रेशम के कीड़ों के प्यूपा से प्राप्त चिटोसन स्वाभाविक रूप से सकारात्मक आवेश (positive charge) रखता है। जब इन्हें तरल में मिलाया गया, तो इन विपरीत आवेशों ने अणुओं को एक-दूसरे की ओर खींचा, जिससे वे स्वयं को व्यवस्थित (self-assemble) करते हुए छोटे, खोखले गोलों में बदल गए।
शोधकर्ताओं ने दोनों सामग्रियों के बीच सही संतुलन खोजने के लिए कई अलग-अलग मिश्रणों का परीक्षण किया। उन्होंने पाया कि जब उन्होंने चिटोसन और संशोधित शर्करा को एक विशिष्ट अनुपात में मिलाया, तो अणु सबसे मजबूती से परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे एक स्थिर संरचना बनती है जिसका सतह पर विद्युत आवेश बहुत कम होता है। यह कम आवेश इस बात का संकेत था कि दोनों घटकों ने आपस में मजबूती से बंध बना लिया है। शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी का उपयोग करते हुए, उन्होंने परिणामी कणों को देखा और पाया कि वे वास्तव में खोखले कैप्सूल थे, जिनका आकार लगभग 71 से 237 नैनोमीटर के बीच था। संदर्भ के लिए, एक मानव बाल इन कैप्सूलों के सबसे बड़े आकार से लगभग 500 गुना मोटा होता है। चित्रों ने दिखाया कि ये संरचनाएं ठोस गेंदें नहीं बल्कि खोल (shells) थीं, जो बिल्कुल वही है जिसकी दवा को अंदर रखने और गंतव्य तक पहुँचने तक सुरक्षित रखने के लिए आवश्यकता होती है।
यह देखने के लिए कि क्या ये नए कैप्सूल वास्तव में दवा वाहक के रूप में काम कर सकते हैं, टीम ने उन्हें फ्युरासिलिन (furacilin), जो एक सामान्य एंटीसेप्टिक दवा है, के साथ भरा। उन्होंने मापा कि कैप्सूल कितनी दवा रख सकते हैं और पाया कि उन्होंने सफलतापूर्वक उन्हें दी गई दवा का लगभग आधा हिस्सा सफलतापूर्वक कैद कर लिया। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि उन्होंने दवा के निकलने के तरीके का परीक्षण किया। मानव शरीर के भीतर के वातावरण की नकल करने वाले तरल में रखे जाने पर, कैप्सूल ने अपनी सामग्री को तुरंत नहीं छोड़ा। इसके बजाय, उन्होंने बीस चौबीस घंटों की अवधि में फ्युरासिलिन को धीरे-धीरे छोड़ा, जिसमें से लगभग आधा हिस्सा उस समय के अंत तक बाहर आ गया। यह धीमी, निरंतर रिलीज उन उपचारों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है जिनमें शरीर में दवा के निरंतर स्तर की आवश्यकता होती है, न कि अचानक उछाल की जो हानिकारक हो सकता है।
यह अध्ययन पुष्टि करता है कि ये खोखली संरचनाएं एक ऐसी प्राकृतिक प्रक्रिया के माध्यम से बनती हैं जहाँ अणु बिना किसी जटिल मशीनरी की आवश्यकता के स्वयं को व्यवस्थित करते हैं। शोधकर्ताओं ने कैप्सूल की रासायनिक संरचना की पुष्टि की और पुष्टि की कि चिटोसन और संशोधित शर्करा ने वास्तव में एक नई, स्थिर सामग्री बनाने के लिए बंधन बनाया है। हालांकि कैप्सूल में दवा को थामने की मध्यम क्षमता थी, लेकिन तथ्य यह है कि उन्हें प्राकृतिक, बायोडिग्रेडेबल सामग्रियों से बनाया जा सकता है और वे समय के साथ दवा छोड़ सकते हैं, उन्हें भविष्य के चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए एक आशाजनक उम्मीदवार बनाता है। यह कार्य प्रदर्शित करता है कि सावधानीपूर्वक सामग्रियों के अनुपात को समायोजित करके, वैज्ञानिक छोटे, खोखले कंटेनर बना सकते हैं जो एक दिन दवाओं को अधिक प्रभावी ढंग से और कम दुष्प्रभावों के साथ पहुँचाने में मदद कर सकते हैं।
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