Stable chronic hemodialysis porcine model via renal vein catheterization of the posterior vena cava

दुनिया भर के लाखों लोगों के लिए, विफल होते गुर्दे (किडनी) का अर्थ है एक मशीन से बंधा हुआ जीवन। जब शरीर स्वयं अपने रक्त को छानने में असमर्थ हो जाता है, तो हेमोडायलिसिस नामक एक उपचार कार्यभार संभाल लेता है, जो शरीर से रक्त बाहर निकालता है, उसे एक फिल्टर के माध्यम से साफ करता है, और फिर वापस भेज देता है। हालांकि यह जीवन रक्षक प्रक्रिया अच्छी तरह से स्थापित है, लेकिन मरीजों को इन मशीनों से जोड़ने वाले उपकरण पूर्णतः दोषरहित नहीं हैं। डॉक्टर अक्सर उन कैथेटर (catheters) से संघर्ष करते हैं जो या तो बंद हो जाते हैं, थक्के बना लेते हैं, या समय के साथ नाजुक हृदय वाल्वों को नुकसान पहुँचाते हैं। इन उपकरणों को बेहतर बनाने के लिए, वैज्ञानिकों को जीवित जानवरों पर इनका परीक्षण करने की आवश्यकता होती है जो किडनी फेलियर की मानवीय स्थिति की नकल कर सकें। हालांकि, इस प्रकार के परीक्षण के लिए एक स्थिर, दीर्घकालिक मॉडल बनाना एक निरंतर बाधा रही है। चूहे जैसे छोटे जानवर आवश्यक उपकरणों को रखने के लिए बहुत छोटे होते हैं, जबकि बड़े जानवर अक्सर डायलिसिस के बार-बार होने वाले तनाव या गुर्दे निकालने के लिए आवश्यक सर्जरी का सामना नहीं कर पाते।

जापान के जीची मेडिकल यूनिवर्सिटी (Jichi Medical University) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब लघु सूअरों (miniature pigs) का उपयोग करके इस समस्या को हल करने का एक नया तरीका विकसित किया है। ये जानवर चिकित्सा उपकरणों के परीक्षण के लिए आदर्श आकार के होते हैं और इनका शरीर आश्चर्यजनक रूप से हमारे अपने शरीर के समान कार्य करता है। शोधकर्ताओं ने एक ऐसा सुअर बनाने का लक्ष्य रखा जो नियमित डायलिसिस के दौरान हफ्तों तक जीवित रह सके, ठीक वैसे ही जैसे एक मानव रोगी। उनका लक्ष्य केवल जानवरों को जीवित रखना नहीं था, बल्कि उन नलियों को डालने का सबसे विश्वसनीय तरीका खोजना था जो मशीन से रक्त को लाने और ले जाने का काम करती हैं। विभिन्न सर्जिकल दृष्टिकोणों की तुलना करके और जानवरों के वजन पर ध्यान केंद्रित करके, उन्होंने एक विशिष्ट विधि की खोज की जिसने रक्त के प्रवाह को सुचारू बनाए रखा और उन खतरनाक जटिलताओं से बचाए रखा जो पिछले प्रयासों में बाधा बनी हुई थीं।

अध्ययन की शुरुआत लघु सूअरों के दो समूहों के साथ हुई: गोटिंगेन (Göttingen) किस्म और निप्पॉन इंस्टीट्यूट फॉर बायोलॉजिकल साइंस (Nippon Institute for Biological Science) किस्म। किसी भी परीक्षण से पहले, शोधकर्ताओं को जानवरों में किडनी फेलियर उत्पन्न करना था। यह दोनों गुर्दे निकालकर सर्जिकल रूप से किया गया था, एक ऐसी प्रक्रिया जिसने सूअरों को अपना रक्त छानने में असमर्थ बना दिया। एक बार जब गुर्दे निकल गए, तो टीम के सामने एक महत्वपूर्ण निर्णय था: कैथेटर, जो डायलिसिस के लिए जीवन रेखा के रूप में कार्य करेगा, उसे कहाँ रखा जाए। एक समूह में, उन्होंने गर्दन की जुगुलर वेन (jugular vein) में ट्यूब डालने के मानक मानवीय अभ्यास का पालन किया। दूसरे समूह में, उन्होंने एक अलग मार्ग अपनाया, जिसमें उन्होंने कैथेटर को दाहिनी रीनल वेन (renal vein)—वह वाहिका जो सामान्यतः गुर्दे से रक्त निकालती है—के माध्यम से डाला, ताकि उसका सिरा शरीर के पीछे की ओर जाने वाली बड़ी नस, जिसे पोस्टीरियर वेना कावा (posterior vena cava) कहा जाता है, में स्थित हो सके।

इस तुलना के परिणाम स्पष्ट और निर्णायक थे। जिन सूअरों में गर्दन में कैथेटर रखे गए थे, उन्हें काफी संघर्ष करना पड़ा। उनमें से कई में फाइब्रिन (fibrin) की एक मोटी, चिपचिपी परत बन गई, जो रक्त के थक्के जमने से संबंधित एक प्रोटीन है, जिसने ट्यूब को एक आवरण की तरह लपेट लिया था। इस कोटिंग ने रक्त खींचना कठिन बना दिया, और कुछ मामलों में, ट्यूब पूरी तरह से क्लॉट (clot) द्वारा अवरुद्ध हो गई। इससे भी बदतर यह था कि हृदय के भीतर कैथेटर के सिरे की गति के कारण शारीरिक क्षति हुई, जिससे ट्राइकसपिड वाल्व (tricuspid valve) घायल हो गया और कम से कम एक जानवर में घातक जटिलताएं पैदा हुईं। इसके विपरीत, रीनल वेन के माध्यम से बड़ी केंद्रीय नस में डाले गए कैथेटर वाले सूअर स्थिर रहे। रक्त स्वतंत्र रूप से प्रवाहित हुआ, और ट्यूब उन अवरोधक थक्कों के बिना लंबे समय तक खुली रही।

प्रयोग की सफलता में शरीर का वजन भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा गया। शोधकर्ताओं ने पाया कि भारी सूअर, जिनका वजन 30 से 40 किलोग्राम के बीच था, अपने हल्के वजन वाले समकक्षों की तुलना में काफी लंबे समय तक जीवित रहे। हल्के वजन वाले सूअर, जिनमें से कई का वजन 30 किलोग्राम से कम था, सर्जरी के बाद तेजी से वजन घटने लगे और अक्सर प्रक्रिया के तनाव के कारण दम तोड़ गए। भारी जानवरों ने अपनी ताकत बनाए रखी और डायलिसिस सत्रों को सहन करने में सक्षम रहे, जो 3मद प्रति सप्ताह 39 दिनों तक किए गए। इस दौरान, मेडिकल टीम ने सूअरों के रक्त की बारीकी से निगरानी की। जब तक कैथेटर खुले रहे, यूरिया और क्रिएटिनिन जैसे अपशिष्ट उत्पादों का स्तर नियंत्रण में रखा गया, जिससे सिद्ध हुआ कि डायलिसिस प्रभावी ढंग से काम कर रहा था। सूअरों की रक्त कोशिका गणना (blood counts) में गिरावट आई, जो किडनी फेलियर का एक सामान्य दुष्प्रभाव है, लेकिन उपचार का मुख्य कार्य बरकरार रहा।

रीनल वेन दृष्टिकोण की सफलता भविष्य के अनुसंधान के लिए एक व्यावहारिक समाधान प्रदान करती है। शोधकर्ताओं ने पाया कि 12-फ्रि (12-fr) कैथेटर, जो कि एक विशिष्ट आकार की ट्यूब है, 30 से 40 किलोग्राम की सीमा वाले सूअरों की रीनल वेन में रखने पर सबसे अच्छा काम करता है। इस सेटअप ने सत्रों के बीच अतिरिक्त रक्त पतला करने वाली दवाओं (blood thinners) की आवश्यकता के बिना स्थिर डायलिसिस की अनुमति दी और गर्दन के कैथेटर के लिए आवश्यक बार-बार पुन: प्रवेश (reinsertions) से भी बचा। अध्ययन बताता है कि सूअर की गर्दन की शारीरिक रचना बहुत संकीतरी है और हृदय तक की दूरी बहुत कम है, जिससे मानक मानवीय कैथेटर का उपयोग करना कठिन हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च दर में जटिलताएं होती हैं। रीनल वेन में प्रवेश बिंदु को बदलकर, कैथेटर का सिरा एक अधिक विशाल और स्थिर स्थान में स्थित होता है, जिससे चोट और रुकावट का जोखिम कम हो जाता है।

यह नया मॉडल वैज्ञानिकों को नए डायलिसिस मशीनों, फिल्टरों और कैथेटरों का परीक्षण करने के लिए एक विश्वसनीय मंच प्रदान करता है, इससे पहले कि वे मानव रोगियों पर उपयोग किए जाएं। यह एक जीवित प्रणाली में किडनी फेलियर के दीर्घकालिक प्रभावों, जैसे कि हड्डियों के विकार और हृदय परिवर्तन, का अध्ययन करने के द्वार भी खोलता है जो हमारे अपने शरीर के समान है। हालांकि अध्ययन लगभग एक महीने की अवधि तक सीमित था, लेकिन निष्कर्ष इतने मजबूत हैं कि वे सुझाव देते हैं कि यह विधि एक व्यवहार्य मार्ग है। शोधकर्ता स्वीकार करते हैं कि जानवरों को और भी लंबे समय तक स्वस्थ रखने के लिए बेहतर पोषण संबंधी सहायता और एनीमिया के प्रबंधन की आवश्यकता होगी, लेकिन आधार तैयार हो चुका है। सही पशु आकार और सही सर्जिकल मार्ग की पहचान करके, यह कार्य दुनिया भर के लोगों के लिए जीवन रक्षक डायलिसिस उपचारों की सुरक्षा और प्रभावशीलता में सुधार करने की दिशा में हमें एक कदम करीब लाता है।