वैज्ञानिकों ने प्रत्यारोपण के बाद संक्रमण को रोकने के लिए टाइटेनियम स्पाइक्स बनाए

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डॉ. ले होआंग फुक (30 वर्ष) और उनके सहयोगियों ने आरएमआईटी विश्वविद्यालय (ऑस्ट्रेलिया) में टाइटेनियम प्रत्यारोपण पर उत्कीर्ण सूक्ष्म स्पाइक्स का एक मॉडल बनाया, जो दवाओं की आवश्यकता के बिना रोगियों को बैक्टीरिया और कवक से बचाता है।

2020 से, वैज्ञानिक नैनो-संरचित पदार्थों पर हानिकारक कवकों की विभिन्न प्रजातियों के बीच सतही अंतःक्रियाओं पर शोध कर रहे हैं। नए शोध से पता चला है कि कीटों (सिकाडा, ड्रैगनफ़्लाई) के पंखों पर मौजूद जीवाणुरोधी स्पाइक्स से प्रेरित सूक्ष्म संरचनाओं वाली खुरदरी सतहें, कवक सहित दवा-प्रतिरोधी सुपरबग्स का प्रभावी ढंग से मुकाबला करती हैं। यह शोध सितंबर की शुरुआत में एडवांस्ड मैटेरियल्स इंटरफेसेस पत्रिका में प्रकाशित हुआ था। इसके बाद, वैज्ञानिकों के समूह ने बिना किसी दवा के रोगियों को बैक्टीरिया और कवकों से बचाने के लिए टाइटेनियम माइक्रो-स्पाइक्स डिज़ाइन करने का भी प्रयास किया।

बहुक्रियाशील यांत्रिक जीवाणुरोधी पदार्थ अनुसंधान समूह (बाएँ से दाएँ), डेनवर लिंकलेटर, ले होआंग फुक, एलेना इवानोवा, आर्टुरो अबुर्टो-मदीना, कैरोलिन डी सूसा। चित्र: आरएमआईटी विश्वविद्यालय — बहुक्रियाशील यांत्रिक जीवाणुरोधी पदार्थ अनुसंधान समूह (बाएँ से दाएँ), डेनवर लिंकलेटर, ले होआंग फुक, एलेना इवानोवा, आर्टुरो अबुर्टो-मदीना, कैरोलिन डी सूसा। चित्र: *आरएमआईटी विश्वविद्यालय*

टीम का दृष्टिकोण संपर्क में आने पर सूक्ष्मजीवों को नष्ट करने पर केंद्रित है, जिससे रासायनिक हस्तक्षेप सीमित हो जाता है। फुक और टीम के सदस्य डॉ. डेनवर लिंकलेटर ने कई सूक्ष्म टाइटेनियम सिलेंडर सतहों पर प्रयोग किए।

विशेष रूप से डिजाइन किए गए स्पाइक्स, जो बैक्टीरिया कोशिका के समान ऊंचाई के होते हैं, को टाइटेनियम प्रत्यारोपण की सतह पर लगाया गया और बहुऔषधि प्रतिरोधी कैंडिडा को मारने में उनकी प्रभावशीलता के लिए परीक्षण किया गया। कैंडिडा एक संभावित घातक कवक है, जो अस्पताल में प्राप्त दस चिकित्सा उपकरण संक्रमणों में से एक का कारण बनता है।

परिणामस्वरूप, ये छोटे टाइटेनियम स्पाइक्स संपर्क में आने पर लगभग आधी हानिकारक कोशिकाओं को नष्ट कर देते हैं। शेष कवक कोशिकाएँ क्षति के कारण जीवित नहीं रह पातीं और प्रजनन या संक्रमण का कारण नहीं बन पातीं।

पॉलिश किए गए टाइटेनियम सतह पर एक अक्षुण्ण कैंडिडा कोशिका (बाएं) और एक सूक्ष्म-नुकीले टाइटेनियम सतह पर एक टूटी हुई कैंडिडा कोशिका (दाएं)। — पॉलिश की हुई टाइटेनियम सतह पर एक अक्षुण्ण कैंडिडा कोशिका (बाएँ) और सूक्ष्म-नुकीली टाइटेनियम सतह पर एक टूटी हुई कैंडिडा कोशिका (दाएँ)। फोटो: *शोध दल*

डॉ. डेनवर लिंकलेटर के अनुसार, प्रोटीन चयापचय विश्लेषण से पता चला कि क्षतिग्रस्त कैंडिडा एल्बिकेन्स कोशिकाओं में चयापचय संबंधी अवरोध 7 दिनों तक व्यापक रूप से रहा, जिससे वे प्रजनन नहीं कर पाईं और अंततः मर गईं। शेष कोशिकाएँ अब जीवित नहीं रह पाईं और काम करना बंद कर दिया (जिसे एपोप्टोसिस या क्रमादेशित कोशिका मृत्यु कहा जाता है)।

कीटों के पंखों पर बैक्टीरिया को मारने की क्षमता का अध्ययन करने वाले पहले व्यक्तियों में से एक प्रोफेसर एलेना इवानोवा ने कहा, "यह खोज दर्शाती है कि किस प्रकार इंजीनियर्ड एंटीफंगल सतहें खतरनाक, बहुऔषधि प्रतिरोधी यीस्ट से बायोफिल्म के निर्माण को रोक सकती हैं।"

डॉ. फुक ने बताया कि टाइटेनियम माइक्रो-स्पाइक्स व्यवहार्यता परीक्षण के चरण में हैं। टीम का लक्ष्य इस मॉडल के विभिन्न सूक्ष्मजीवों के प्रति एंटीफंगल गुणों का परीक्षण करना भी है ताकि माइक्रो-स्पाइक्स के आकार को इष्टतम एंटी-माइक्रोबियल और एंटी-बैक्टीरियल प्रभावकारिता के लिए अनुकूलित किया जा सके।

न्हू क्विन

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