सुई-मुक्त उपकरण का उपयोग इंसुलिन, एंटीबॉडी, आरएनए या अन्य बड़े अणुओं को वितरित करने के लिए किया जा सकता है।
जिस तरह से स्क्विड समुद्र के माध्यम से खुद को आगे बढ़ाने और स्याही के बादलों को शूट करने के लिए जेट का उपयोग करते हैं, उससे प्रेरित होकर, एमआईटी और नोवो नॉर्डिस्क के शोधकर्ताओं ने एक निगलने योग्य कैप्सूल विकसित किया है जो सीधे पेट की दीवार या पाचन तंत्र के अन्य अंगों में दवाओं का एक विस्फोट जारी करता है। .
यह कैप्सूल उन दवाओं को वितरित करने का एक वैकल्पिक तरीका पेश कर सकता है जिन्हें आम तौर पर इंजेक्ट करना पड़ता है, जैसे इंसुलिन और एंटीबॉडी सहित अन्य बड़े प्रोटीन। इस सुई-मुक्त रणनीति का उपयोग मधुमेह, मोटापा और अन्य चयापचय संबंधी विकारों के इलाज के लिए टीके या चिकित्सीय अणु के रूप में आरएनए वितरित करने के लिए भी किया जा सकता है।
जियोवन्नी ट्रैवर्सो कहते हैं, “लंबे समय से चली आ रही चुनौतियों में से एक जिसे हम खोज रहे हैं वह उन प्रणालियों का विकास है जो मैक्रोमोलेक्यूल्स की मौखिक डिलीवरी को सक्षम बनाती हैं जिन्हें आमतौर पर इंजेक्शन की आवश्यकता होती है। यह काम उस प्रगति में अगली प्रमुख प्रगति में से एक का प्रतिनिधित्व करता है।” , ट्रांसलेशनल इंजीनियरिंग प्रयोगशाला के निदेशक और एमआईटी में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के एक एसोसिएट प्रोफेसर, ब्रिघम और महिला अस्पताल में एक गैस्ट्रोएंटेरोलॉजिस्ट, ब्रॉड इंस्टीट्यूट के एक सहयोगी सदस्य और अध्ययन के वरिष्ठ लेखक।
एमआईटी में ट्रैवर्सो और उनके छात्रों ने ब्रिघम और महिला अस्पताल और नोवो नॉर्डिस्क के शोधकर्ताओं के साथ मिलकर नया कैप्सूल विकसित किया। ग्राहम एरिक एसएम '20 और नोवो नॉर्डिस्क वैज्ञानिक ड्रेगो स्टिकर और अघियाद ग़ज़ल पेपर के प्रमुख लेखक हैं, जो आज प्रकाशित हुआ है प्रकृति .
सेफलोपोड्स से प्रेरित
जिन दवाओं में बड़े प्रोटीन या आरएनए होते हैं उन्हें आम तौर पर मौखिक रूप से नहीं लिया जा सकता क्योंकि वे पाचन तंत्र में आसानी से टूट जाते हैं। कई वर्षों से, ट्रैवर्सो की प्रयोगशाला ऐसी दवाओं को छोटे उपकरणों में लपेटकर मौखिक रूप से वितरित करने के तरीकों पर काम कर रही है जो दवाओं को खराब होने से बचाते हैं और फिर उन्हें सीधे पाचन तंत्र की परत में इंजेक्ट करते हैं।
इनमें से अधिकांश कैप्सूल पाचन तंत्र में उपकरण पहुंचने के बाद दवाओं को पहुंचाने के लिए एक छोटी सुई या माइक्रोसुइयों के सेट का उपयोग करते हैं। नए अध्ययन में, ट्रैवर्सो और उनके सहयोगी किसी भी प्रकार की सुई के बिना इन अणुओं को वितरित करने के तरीकों का पता लगाना चाहते थे, जिससे ऊतक को किसी भी तरह की क्षति की संभावना कम हो सके।
इसे हासिल करने के लिए उन्होंने सेफलोपोड्स से प्रेरणा ली। स्क्विड और ऑक्टोपस अपने मेंटल कैविटी को पानी से भरकर, फिर तेजी से अपने साइफन के माध्यम से इसे बाहर निकालकर खुद को आगे बढ़ा सकते हैं। पानी के निष्कासन के बल को बदलकर और साइफन को अलग-अलग दिशाओं में निर्देशित करके, जानवर अपनी गति और यात्रा की दिशा को नियंत्रित कर सकते हैं। साइफन अंग सेफलोपोड्स को स्याही के जेट शूट करने की भी अनुमति देता है, जिससे शिकारियों का ध्यान भटकाने के लिए नकली बादल बनते हैं।
शोधकर्ता इस जेटिंग क्रिया की नकल करने के लिए दो तरीके लेकर आए, कैप्सूल से तरल दवाओं को बाहर निकालने के लिए आवश्यक बल उत्पन्न करने के लिए संपीड़ित कार्बन डाइऑक्साइड या कसकर कुंडलित स्प्रिंग्स का उपयोग करना। गैस या स्प्रिंग को कार्बोहाइड्रेट ट्रिगर द्वारा संपीड़ित अवस्था में रखा जाता है, जिसे नमी या पेट जैसे अम्लीय वातावरण के संपर्क में आने पर घुलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। जब ट्रिगर घुल जाता है, तो गैस या स्प्रिंग को फैलने की अनुमति दी जाती है, जिससे कैप्सूल से दवाओं का एक जेट बाहर निकल जाता है।
पाचन तंत्र से ऊतक का उपयोग करते हुए प्रयोगों की एक श्रृंखला में, शोधकर्ताओं ने दवाओं को इतनी ताकत से बाहर निकालने के लिए आवश्यक दबाव की गणना की कि वे सबम्यूकोसल ऊतक में प्रवेश कर सकें और वहां जमा हो जाएं, एक डिपो बनाएं जो फिर दवाओं को ऊतक में छोड़ देगा।
“शार्प को खत्म करने के अलावा, उच्च-वेग स्तंभित जेट का एक और संभावित लाभ स्थानीयकरण के मुद्दों के प्रति उनकी मजबूती है। एक छोटी सुई के विपरीत, जिसे ऊतक के साथ घनिष्ठ संपर्क की आवश्यकता होती है, हमारे प्रयोगों ने संकेत दिया कि एक जेट सक्षम हो सकता है एरिक का कहना है, “ज्यादातर खुराक दूर से या एक मामूली कोण पर देने के लिए।”
शोधकर्ताओं ने कैप्सूल को भी डिज़ाइन किया ताकि वे पाचन तंत्र के विभिन्न हिस्सों को लक्षित कर सकें। कैप्सूल का एक संस्करण, जिसमें एक सपाट तल और एक ऊंचा गुंबद होता है, पेट की परत जैसी सतह पर बैठ सकता है, और दवा को नीचे की ओर ऊतक में फेंक सकता है। यह कैप्सूल, जो सेल्फ-ओरिएंटिंग कैप्सूल पर ट्रैवर्सो की लैब के पिछले शोध से प्रेरित था, एक ब्लूबेरी के आकार का है और 80 माइक्रोलीटर दवा ले जा सकता है।
दूसरे संस्करण में एक ट्यूब जैसी आकृति होती है जो इसे अन्नप्रणाली या छोटी आंत जैसे लंबे ट्यूबलर अंग के भीतर खुद को संरेखित करने की अनुमति देती है। उस स्थिति में, दवा नीचे की बजाय बगल की दीवार की ओर बाहर निकल जाती है। यह संस्करण 200 माइक्रोलीटर दवा वितरित कर सकता है।
धातु और प्लास्टिक से बने, कैप्सूल पाचन तंत्र से गुजर सकते हैं और अपने ड्रग पेलोड को जारी करने के बाद उत्सर्जित होते हैं।
सुई मुक्त दवा वितरण
जानवरों पर किए गए परीक्षणों में, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि वे इन कैप्सूलों का उपयोग इंसुलिन, मधुमेह की दवा ओज़ेम्पिक के समान एक जीएलपी-1 रिसेप्टर एगोनिस्ट और एक प्रकार का आरएनए, जिसे शॉर्ट इंटरफेरिंग आरएनए (siRNA) कहा जाता है, देने के लिए कर सकते हैं। इस प्रकार के आरएनए का उपयोग जीन को शांत करने के लिए किया जा सकता है, जिससे यह कई आनुवंशिक विकारों के इलाज में संभावित रूप से उपयोगी हो जाता है।
उन्होंने यह भी दिखाया कि जानवरों के रक्तप्रवाह में दवाओं की सांद्रता परिमाण के उसी स्तर पर पहुंच गई, जो तब देखी गई थी जब दवाओं को सिरिंज से इंजेक्ट किया गया था, और उन्हें किसी भी ऊतक क्षति का पता नहीं चला।
शोधकर्ताओं का अनुमान है कि निगलने योग्य कैप्सूल का उपयोग घर पर उन रोगियों द्वारा किया जा सकता है जिन्हें अक्सर इंसुलिन या अन्य इंजेक्शन वाली दवाएं लेने की आवश्यकता होती है। दवाएँ देना आसान बनाने के अलावा, विशेष रूप से उन रोगियों के लिए जिन्हें सुइयाँ पसंद नहीं हैं, यह दृष्टिकोण तेज सुइयों के निपटान की आवश्यकता को भी समाप्त कर देता है। शोधकर्ताओं ने डिवाइस का एक संस्करण भी बनाया और परीक्षण किया, जिसे एंडोस्कोप से जोड़ा जा सकता है, जिससे डॉक्टर किसी मरीज को दवा देने के लिए एंडोस्कोपी सूट या ऑपरेटिंग रूम में इसका उपयोग कर सकते हैं।
“यह तकनीक इंसुलिन और जीएलपी-1 एगोनिस्ट जैसी मैक्रोमोलेक्यूल दवाओं की मौखिक दवा वितरण में एक महत्वपूर्ण छलांग है। जबकि अतीत में मौखिक दवा वितरण के लिए कई तरीकों का प्रयास किया गया है, वे उच्च जैवउपलब्धता प्राप्त करने में खराब रूप से कुशल हैं। यहां, शोधकर्ता उच्च दक्षता के साथ पशु मॉडल में जैवउपलब्धता प्रदान करने की क्षमता प्रदर्शित करते हैं। यह एक रोमांचक दृष्टिकोण है जो कई बायोलॉजिक्स के लिए प्रभावशाली हो सकता है जो वर्तमान में इंजेक्शन या इंट्रावस्कुलर इन्फ्यूजन के माध्यम से प्रशासित होते हैं, “ओमिद वीसेह, एक प्रोफेसर कहते हैं। राइस यूनिवर्सिटी में बायोइंजीनियरिंग, जो शोध में शामिल नहीं थे।
शोधकर्ता अब इंसानों पर परीक्षण की उम्मीद में कैप्सूल को और विकसित करने की योजना बना रहे हैं।
