Citric Acid-Crosslinked PVA/CMC Composite Membranes with Enhanced Wet-State Stability for Prevention of Postoperative Pericardial Adhesions
साइट्रिक एसिड-क्रॉसलिंक्ड PVA/CMC कंपोजिट झिल्लियाँ, विशेष रूप से PCC15 फॉर्मूलेशन, उन्नत गीली अवस्था की स्थिरता, यांत्रिक अखंडता और जैव अनुकूलता प्रदर्शित करती हैं, जो एक खरगोश मॉडल में पोस्टऑपरेटिव पेरिकार्डियल आसंजनों को प्रभावी ढंग से रोकने में सक्षम हैं।
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हृदय की सर्जरी के बाद, शरीर की प्राकृतिक उपचार प्रक्रिया कभी-कभी बहुत अधिक प्रभावी हो सकती है। जब ऑपरेशन के दौरान हृदय के चारों ओर की सुरक्षात्मक झिल्ली, जिसे पेरिकार्डियम (pericardium) कहा जाता है, कट जाती है या रगड़ खा जाती है, तो यह अक्सर आसपास के ऊतकों, जैसे कि उरोस्थि (breastbone) या छाती की दीवार से चिपक कर ठीक होने की कोशिश करती है। ये चिपचिपे जुड़ाव, जिन्हें एडहेसियन (adhesions) कहा जाता है, घने और कठोर होते हैं। यदि किसी मरीज को वर्षों बाद दूसरी हृदय सर्जरी की आवश्यकता पड़ती है, तो ये एडहेसियन उन स्पष्ट रास्तों को छिपा सकते हैं जिन्हें सर्जन देखने के लिए आवश्यक समझते हैं, जिससे प्रक्रिया बहुत कठिन और जोखिम भरी हो जाती है। इसे रोकने के लिए, डॉक्टर हृदय और छाती की दीवार के बीच एक अस्थायी ढाल के रूप में पतली, लचीली चादरें रखते हैं। हालांकि, ऐसी चादर को बरकरार रखना कठिन है। हृदय लगातार गतिमान रहता है, छाती से टकराता रहता है, और वह चादर रक्त और शारीरिक तरल पदार्थों में भीगी रहती है। यदि सामग्री बहुत नरम हो जाती है, फूल जाती है, या टूट जाती है, तो यह एक अवरोध के रूप में काम करना बंद कर देती है।
झेंगझौ यूनिवर्सिटी और बीजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ केमिकल टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने एक बेहतर ढाल बनाने का लक्ष्य रखा। उन्होंने दो सामान्य सामग्रियों से शुरुआत की: पॉली(विनाइल अल्कोहल), जो एक सिंथेटिक प्लास्टिक है और अपनी मजबूत फिल्मों के लिए जाना जाता है, और कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज, जो पौधों से प्राप्त एक पदार्थ है और शरीर के लिए सौम्य है। हालांकि इन दोनों के मिश्रण ने एक आशाजनक चादर बनाई, लेकिन यह पानी के प्रति बहुत संवेदनशील थी। भीगने पर, यह एक स्पंज की तरह फूल जाती थी और अपनी ताकत खो देती थी, जिससे यह हृदय के गीले, गतिशील वातावरण के लिए अनुपयुक्त हो जाती थी। इसे ठीक करने के लिए, टीम ने साइट्रिक एसिड (नींबू और संतरे में पाया जाने वाला यौगिक) की ओर रुख किया, ताकि यह एक रासायनिक सेतु (chemical bridge) के रूप में कार्य कर सके। उन्होंने मिश्रण को गर्मी से उपचारित किया, जिससे एसिड को पॉलिमर श्रृंखलाओं को आपस में जोड़ने की अनुमति मिली, जिससे एक अधिक सघन और टिकाऊ नेटवर्क बना।
टीम ने परीक्षण किया कि कैसे साइट्रिक एसिड की विभिन्न मात्राओं ने इस नई चादर के व्यवहार को बदला। उन्होंने पाया कि अधिक एसिड मिलाने से सामग्री पानी के प्रति बहुत अधिक प्रतिरोधी हो गई। एसिड के बिना, चादर भारी मात्रा में पानी सोख लेती थी और काफी फूल जाती थी, जिससे शरीर की नकल करने वाले नमक के घोल में एक महीने के बाद इसका वजन लगभग आधा रह जाता था। जैसे-जैसे उन्होंने एसिड की मात्रा बढ़ाई, चातों ने बहुत कम पानी सोखा, बहुत कम सूजन हुई, और उन्होंने अपने द्रव्यमान को बेहतर ढंग से बनाए रखा। सबसे अच्छा संस्करण, जिसमें परीक्षण की गई उच्चतम मात्रा में एसिड था, अभी भी 93% तक फूल गया और एक महीने के बाद अपने द्रव्यमान का लगभग 34% खो दिया, लेकिन यह बिना उपचारित संस्करण की तुलना में एक महत्वपूर्ण सुधार था, जिससे यह अपने आकार और शक्ति को अधिक प्रभावी ढंग से बनाए रखने में सक्षम हुआ।
पानी के प्रति इस प्रतिरोध का अर्थ यह भी था कि सामग्री गीली होने पर भी मजबूत बनी रही। शुष्क अवस्था में, चादरें पहले से ही सख्त थीं, लेकिन एक बार भीगने के बाद, बिना उपचारित संस्करण बहुत कमजोर हो गया, जिससे टूटने से पहले खिंचने की इसकी क्षमता लगभग समाप्त हो गई। हालांकि, सबसे अच्छे संस्करण ने पूरी तरह से संतृप्त होने के बावजूद उल्लेखनीय मजबूती बनाए रखी। यह बिना टूटे मूल लंबाई के लगभग दोगुना तक खिंच सकता था, एक ऐसा लचीलापन जो धड़कते हुए हृदय पर रखी जाने वाली सामग्री के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह विशिष्ट फॉर्मूलेशन मानव हृदय ऊतक की प्राकृतिक शक्ति से मेल खाने के लिए पर्याप्त मजबूत था और साथ ही हृदय के साथ गति करने के लिए पर्याप्त लचीला भी था।
शोधकर्ताओं ने फिर यह जांचा कि क्या यह सामग्री शरीर के लिए सुरक्षित है। उन्होंने चूहे की लाल रक्त कोशिकाओं को इन चादरों के संपर्क में रखा और पाया कि बहुत कम कोशिकाएं क्षतिग्रस्त हुईं, जो यह दर्शाता है कि यह सामग्री रक्त बहाव संबंधी समस्याएं पैदा नहीं करेगी। उन्होंने यह भी परीक्षण किया कि चूहों की कोशिकाओं ने चादरों के अर्क के प्रति कैसी प्रतिक्रिया दी, और कोशिकाएं स्वस्थ और सक्रिय रहीं। इसके अलावा, जब उन्होंने फाइब्रोब्लास्ट (fibroblasts), जो निशान ऊतक (scar tissue) बनाने के लिए जिम्मेदार कोशिकाएं हैं, को सीधे इन चादरों पर रखा, तो कोशिकाएं मानक प्लास्टिक डिश की तुलना में सतह से उतनी आसानी से नहीं चिपकीं। यह जुड़ाव की कमी एक अच्छा संकेत है, क्योंकि यह सुझाव देता है कि सामग्री नए निशान ऊतक के निर्माण को बढ़ावा नहीं देगी जो एडहेसियन का कारण बन सकते हैं।
यह देखने के लिए कि क्या यह सामग्री जीवित प्रणाली में काम करती है, टीम ने खरगोश के मॉडल का उपयोग किया। उन्होंने सर्जिकल आघात का अनुकरण करने के लिए खरगोशों के हृदय की सतह पर एक छोटा सा घाव बनाया। एक समूह के खरगोशों को घाव के ऊपर नई साइट्रिक एसिड-उपचारित चादर दी गई, जबकि दूसरे समूह को कोई उपचार नहीं दिया गया। तीस दिनों के बाद, बिना चादर वाले खरगोशों में हृदय और छाती की दीवार के बीच गंभीर, कठोर एडहेसियन विकसित हो गए थे जिन्हें अलग करने के लिए तेज औजारों की आवश्यकता थी। इसके विपरीत, चादर वाले खरगोशों में लगभग कोई एडहेसियन नहीं था। हृदय स्वतंत्र रूप से चल रहा था, और चादर को आसानी से हटाया जा सकता था। सूक्ष्मदर्शी परीक्षण से पता चला कि उपचारित हृदयों में बिना उपचारित वाले हृदयों की तुलना में बहुत कम निशान ऊतक और सूजन थी। अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि यह सरल रासायनिक समायोजन एक लचीला, मजबूत और सुरक्षित अवरोध बनाता है जो उपचार के दौरान हृदय को छाती की दीवार से चिपकने से प्रभावी ढंग से रोक सकता है।
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