Tannic acid/poly(vinyl alcohol)-modified chitosan/bacterial cellulose composite membranes with enhanced surface hydrophilicity and wet-state stability for anti-adhesion applications
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि टैनिक एसिड/पॉली(विनाइल अल्कोहल) कोटिंग के साथ चिटोसन/बैक्टीरियल सेलुलोज झिल्लियों को संशोधित करने से सतह की हाइड्रोफिलिसिटी (जल-स्नेही गुण) में महत्वपूर्ण वृद्धि होती है और फाइब्रोब्लास्ट आसंजन कम होता है, जबकि मजबूत वेट-स्टेट यांत्रिक स्थिरता बनी रहती है, जिसके परिणामस्वरूप एक अत्यधिक प्रभावी एंटी-एडहेसन बैरियर प्राप्त होता है जिसने माउस मॉडल में पोस्टऑपरेटिव एडहेशन्स (शल्य चिकित्सा के बाद होने वाले आसंजनों) को पूरी तरह से रोक दिया।
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पेट या पेल्विक सर्जरी के बाद, शरीर की प्राकृतिक उपचार प्रक्रिया कभी-कभी बहुत अधिक बढ़ सकती है। जब ऊतकों (tissues) को चोट पहुँचती है, तो शरीर क्षति की मरम्मत करने के लिए प्रोटीन और कोशिकाओं को भेजता है, लेकिन यह प्रतिक्रिया आंतरिक अंगों को अनचाहे तरीकों से आपस में चिपका सकती है। ये आंतरिक निशान, जिन्हें एडहेसन (adhesions) कहा जाता है, पुराने दर्द, आंतों में रुकावट या बांझपन का कारण बन सकते हैं, और वे अक्सर भविष्य की सर्जरी को बहुत कठिन और खतरनाक बना देते हैं। इसे रोकने के लिए, डॉक्टर भौतिक अवरोधों (physical barriers) का उपयोग करते हैं—पतली चादरें या जेल जो घायल ऊतकों के बीच रखे जाते हैं—ताकि वे ठीक होने के दौरान उन्हें अलग रख सकें। हालाँकि, एक ऐसा अवरोध बनाना जो अच्छी तरह काम करे, एक नाजुक संतुलन है। इसे मानव शरीर के गीले, नमकीन वातावरण में बरकरार रहने के लिए पर्याप्त मजबूत होना चाहिए, फिर भी अनियमित सतहों के अनुरूप ढलने के लिए पर्याप्त कोमल होना चाहिए। महत्वपूर्ण रूप से, इसकी सतह इतनी चिकनी और जल-प्रेमी (water-loving) होनी चाहिए कि कोशिकाओं को उस पर पकड़ बनाने और नए निशान बनाने से रोका जा सके। यदि अवरोध बहुत जल्दी घुल जाता है, फूलकर अपना आकार खो देता है, या छूने में बहुत खुरदरा लगता है, तो यह अपना काम करने में विफल रहता है।
झेंग्झौ विश्वविद्यालय और बीजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ केमिकल टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने दो प्राकृतिक सामग्रियों को मिलाकर और एक विशेष सतह कोटिंग जोड़कर एक नए प्रकार का बैरियर मेम्ब्रेन विकसित किया है जो इन चुनौतियों का समाधान करता है। उन्होंने चिटोसन (chitosan) से शुरुआत की, जो शेलफिश के छिलकों से प्राप्त एक पदार्थ है और शरीर के लिए सौम्य है, और इसे बैक्टीरिया सेल्यूलोज (bacterial cellulose) के साथ मिलाया, जो बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित फाइबर का एक शुद्ध रूप है और अपनी मजबूती के लिए जाना जाता है। इन दोनों को मिलाकर, उन्होंने एक आधार शीट बनाई जो गीली होने पर भी अपना आकार बनाए रखने के लिए पर्याप्त मजबूत थी लेकिन फिर भी लचीली थी। इसकी सतह को और बेहतर बनाने के लिए, उन्होंने इन चादरों को टैनिक एसिड (जो चाय और वाइन में पाया जाने वाला एक यौगिक है) और पॉली(विनाइल अल्कोहल) (एक सामान्य जल-घुलनशील प्लास्टिक) युक्त घोल में डुबोया। इस कोटिंग प्रक्रिया को इसलिए डिज़ाइन किया गया था ताकि मेम्ब्रेन की सतह अत्यंत चिकनी और जल-आकर्षक बन सके, जो ऊतकों के विरुद्ध आसानी से फिसलने में मदद करती है और कोशिकाओं को चिपकने से रोकती है।
टीम ने एक आदर्श आधार खोजने के लिए विभिन्न मात्रा में बैक्टीरिया सेल्यूलोज वाले मेम्ब्रेन का परीक्षण किया, और दस प्रतिशत बैक्टीरिया सेल्यूलोज वाले मिश्रण पर सहमति बनाई। इसके बाद, उन्होंने कोटिंग समाधान में मेम्ब्रेन को बिताए गए समय को छह से चौबीस घंटों तक बदलकर यह देखा कि सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने के लिए उपचार कितने समय तक आवश्यक है। लक्ष्य यह था कि एक ऐसा संस्करण मिले जो बहुत फिसलन भरा और जल-प्रेमी बने बिना अपनी मजबूती न खो दे या पानी में टूट न जाए। उन्होंने पाया कि अठारह घंटों तक मेम्ब melalui भिगोने से आदर्श संतुलन प्राप्त हुआ। इस विशिष्ट मेम्ब्रेन, जिसे उन्होंने CBBNT18 नाम दिया, इतनी जल-प्रेमी हो गई कि पानी की एक बूंद इसकी सतह पर लगभग पूरी तरह से फैल गई, जबकि बिना कोटिंग वाला संस्करण मोम लगे कार की तरह पानी को दूर धकेल रहा था। साथ ही, सतह अविश्वसनीय रूप से चिकनी हो गई, जिसका घर्षण स्तर इतना कम था कि यह अच्छी तरह से लुब्रिकेटेड सतह के बराबर था, जिससे यह आसानी से फिसल सकता था।
सतह में इन नाटकीय परिवर्तनों के बावजूद, मेम्ब्रेन उल्लेखनीय रूप से मजबूत बनी रही। मानव शरीर की नकल करने वाले तरल वातावरण में परीक्षण करने पर, कोटिंग वाले मेम्ब्रेन ने अपनी मूल मजबूती का लगभग सारा हिस्सा बरकरार रखा, और बिना कोटिंग वाले संस्करण की तरह ही दबाव के तहत एकजुट रहा। इसने समय के साथ बहुत स्थिरता भी दिखाई; तीस-पाँच दिनों तक नमक के घोल में रहने के बाद, इसने अपने मूल द्रव्यमान का लगभग इकहत्तर प्रतिशत बनाए रखा, जो यह साबित करता है कि यह उपचार पूरा होने से पहले घुल नहीं जाएगा। शोधकर्ताओं ने यह भी जांचा कि सामग्री शरीर के लिए कितनी सुरक्षित है। उन्होंने पाया कि इसने लाल रक्त कोशिकाओं को नुकसान नहीं पहुँचाया और जीवित कोशिकाएं इस पर अच्छी तरह विकसित हुईं, जो विषाक्तता के किसी भी संकेत के बिना थी। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि कोटिंग ने सतह से जुड़ने वाली कोशिकाओं की संख्या को सफलतापूर्वक कम कर दिया। प्रयोगशाला परीक्षणों में, कोटिंग वाले मेम्ब्रेन पर चिपकने वाली फाइब्रोब्लास्ट्स (fibroblasts)—जो निशान बनाने के लिए जिम्मेदार कोशिकाएं हैं—की संख्या बिना कोटिंग वाले संस्करण की तुलना में आधे से अधिक कम हो गई।
यह देखने के लिए कि क्या उनके प्रयोगशाला परिणाम एक जीवित जीव में टिके रहते हैं, शोधकर्ताओं ने चूहों में इस मेम्ब्रेन का परीक्षण किया। उन्होंने एक सर्जिकल इंजरी मॉडल बनाया जहाँ पेट की दीवार और सीकम (आंत का एक हिस्सा) को आघात का अनुकरण करने के लिए खरोंचा गया। उस समूह में जहाँ कोई उपचार नहीं दिया गया था, छह में से चार चूहों में दृश्यमान एडहेसन विकसित हुए जहाँ ऊतक आपस में चिपक गए थे। इसके विपरीत, नए मेम्ब्रेन से उपचारित छह में से एक भी चूहे में कोई दृश्यमान एडहेसन विकसित नहीं हुआ। जब शोधकर्ताओं ने सूक्ष्मदर्शी के नीचे ऊतकों की जांच की, तो उन्होंने पाया कि उपचारित क्षेत्र न्यूनतम सूजन के साथ साफ रूप से ठीक हुए थे, और मेम्ब्रेन स्वयं बिना टूटे या विकृत हुए बरकरार रही। अध्ययन बताता है कि एक मजबूत, प्राकृतिक आधार और एक चिकनी, जल-प्रेमी कोटिंग का यह संयोजन एक ऐसा अवरोध बनाता है जो उपचार के महत्वपूर्ण शुरुआती चरणों के दौरान घायल ऊतकों को प्रभावी ढंग से अलग रखता है, जो पोस्टऑपरेटिव स्कारिंग की जटिलताओं को रोकने के लिए एक आशाजनक नया उपकरण प्रदान करता है।
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