भविष्यको कल्पना गर्नुहोस् जहाँ तपाईंको डाक्टरले तपाईंको टिस्युमा जेल इन्जेक्सन गर्न सक्छ र जेलले नरम वर्तमान-सञ्चालन इलेक्ट्रोड बनाउँछ। यो त्यसपछि तपाइँको स्नायु प्रणाली रोग उपचार गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। केही समय पछि, इलेक्ट्रोड भंग र गायब भएको छ। स्विडेनी अनुसन्धानकर्ताहरूले पहिले नै जेल विकास गरिसकेका छन् र समयको साथ तिनीहरू इलेक्ट्रोनिक्सलाई जैविक ऊतक - जस्तै मस्तिष्कमा जडान गर्न सक्षम हुन चाहन्छन्।
इंजेक्शनयोग्य जेलको चालकता माइक्रोफेब्रिकेटेड सर्किटमा परीक्षण गरिन्छ। छवि क्रेडिट: थोर बलखेड/लिङ्कोपिङ विश्वविद्यालय
इलेक्ट्रोनिक औषधि अनुसन्धानको एक क्षेत्र हो जुन अवस्थित क्षेत्रमा राम्रोसँग फिट हुँदैन।
"अहिले तपाई भौतिकशास्त्री, रसायनज्ञ र मसँग कुरा गर्दै हुनुहुन्छ, जसको बायोमेडिसिनमा पृष्ठभूमि छ। हामी हाम्रा विभिन्न क्षेत्रका ज्ञानलाई एकीकृत गर्न भौतिक वैज्ञानिकहरू र विद्युतीय इन्जिनियरहरूसँग मिलेर काम गर्छौं। यो काम गर्नको लागि, तपाईंले मस्तिष्कलाई बुझ्नु आवश्यक छ र तपाईंले रसायन विज्ञान र भौतिकशास्त्र बुझ्नु आवश्यक छ, "लिङ्कोपिङ विश्वविद्यालयको अर्गानिक इलेक्ट्रोनिक्स प्रयोगशाला, LOE मा पीएचडी विद्यार्थी ह्यान्ने बिस्म्यान्स भन्छन्।
उनले उल्लेख गरेको अनुसन्धान तथाकथित जैविक इलेक्ट्रोनिक्सको बारेमा हो जुन जीवित तन्तुसँग जोड्न सकिन्छ। दीर्घकालीन लक्ष्य विभिन्न स्नायु प्रणाली र मस्तिष्क रोगहरूको उपचार गर्न सक्षम हुनु हो। उनका सहकर्मी टोबियास अब्राहमसन एक रसायनशास्त्री हुन्।
"हाम्रो अनुसन्धानको अन्तःविषय प्रकृति, जहाँ हामी ज्ञानका विभिन्न पक्ष र क्षेत्रहरू संयोजन गर्छौं, धेरै रोमाञ्चक छ। तपाईं यो पनि भन्न सक्नुहुन्छ कि मसँग धेरै व्यक्तिगत प्रेरणा छ, मेरो परिवारमा स्नायु प्रणालीलाई असर गर्ने रोगहरू छन्," उनी भन्छन्।
जीवविज्ञान र इलेक्ट्रोनिक्स बीच अनुवाद
तर अर्गानिक इलेक्ट्रोनिक्स के हो? र कसरी यो रोगहरूको उपचार गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ - जस्तै मिर्गी, डिप्रेसन वा अल्जाइमर र पार्किन्सन - जुन आजकल उपचार गर्न गाह्रो छ?
"शरीरमा, संचार धेरै साना अणुहरू, जस्तै न्यूरोट्रांसमिटर र आयनहरू मार्फत हुन्छ। न्यूरल सिग्नलिङ उदाहरणका लागि आयनहरूको लहर पनि हो जसले विद्युतीय आवेगलाई जन्म दिन्छ। त्यसोभए हामी त्यस्तो चीज चाहन्छौं जसले ती सबै जानकारी लिन सक्छ र आयन र इलेक्ट्रोनहरू बीचको अनुवादकको रूपमा काम गर्न सक्छ, "भौतिकशास्त्रको पृष्ठभूमिका सहायक प्राध्यापक जेनोफोन स्ट्राकोसास भन्छन्।
2023 मा तिनीहरूले लिङ्कोपिङ विश्वविद्यालय, लुन्ड विश्वविद्यालय र गोथेनबर्ग विश्वविद्यालयका अन्य अनुसन्धानकर्ताहरूसँग मिलेर जीवित तन्तुहरूमा जेल इलेक्ट्रोडहरू बढाउन व्यवस्थित गरे।
"धातु र अन्य अकार्बनिक सामग्रीहरू प्रयोग गर्नुको सट्टा विद्युतीय सामग्रीहरू कार्बन र हाइड्रोजन परमाणुहरूमा आधारित विभिन्न सामग्रीहरू प्रयोग गरेर सिर्जना गर्न सकिन्छ - अर्को शब्दमा, जैविक सामग्रीहरू - जुन प्रवाहकीय छन्। यी जैविक तन्तुहरूसँग बढी मिल्दोजुल्दो छन् र त्यसैले शरीरसँग एकीकरण गर्न अझ उपयुक्त छन्, "टोबियास अब्राहमसन भन्छन्।
जैविक इलेक्ट्रोनिक सामग्रीहरू जैविक संकेतहरू सञ्चालन गर्नका लागि धेरै उपयोगी छन्, किनकि तिनीहरूले आयनहरू साथै इलेक्ट्रोनहरू सञ्चालन गर्न सक्छन्। साथै, तिनीहरू नरम छन्, धातुहरूको विपरीत।
विद्युतीय मस्तिष्क उत्तेजना पहिले नै केही रोगहरूको उपचार गर्न प्रयोग गरिन्छ। इलेक्ट्रोडहरू मस्तिष्कमा प्रत्यारोपण गरिन्छ, उदाहरणका लागि पार्किन्सन रोगको उपचार गर्न।
“तर आज चिकित्सकीय रूपमा प्रयोग गरिएका प्रत्यारोपणहरू एकदमै मौलिक छन्; तिनीहरू धातुहरू जस्ता कडा वा कठोर सामग्रीहरूमा आधारित हुन्छन्। र हाम्रो शरीर कोमल छ। त्यसोभए त्यहाँ घर्षण हुन्छ, जसले सूजन र दागको ऊतकको गठन गर्न सक्छ। हाम्रा सामग्रीहरू शरीरसँग नरम र अधिक मिल्दो छन्, "ह्यान बिस्म्यान्स भन्छन्।
बिरुवा भित्र इलेक्ट्रोडहरू
करिब दश वर्ष पहिले, LOE मा तिनीहरूका सहकर्मीहरूले देखाए कि तिनीहरूले बोटबिरुवालाई पानीमा घुलनशील पदार्थ चुस्न सक्छन्, जसले बिरुवाको काण्ड भित्र बिजुली सञ्चालन गर्ने संरचना बनाउँछ। एक प्रकारको इलेक्ट्रोड, अर्को शब्दमा, बिरुवा भित्र।
प्रश्नमा रहेको पदार्थ एक तथाकथित पोलिमर हो - एक पदार्थ जसमा धेरै स-साना समान एकाइहरू हुन्छन् जुन एकसाथ पोलिमराइजेशन भनिने प्रक्रिया मार्फत लामो चेनहरू बनाउन सक्छ। त्यो समयमा, गुलाब प्रयोग गरियो र अनुसन्धानकर्ताहरूले देखाउन सक्षम भए कि तिनीहरूले जैविक इलेक्ट्रोडहरू सिर्जना गरेका थिए। यसले अनुसन्धानको नयाँ क्षेत्रको ढोका खोल्यो।
“तर एउटा टुक्रा हरायो। उदाहरणका लागि, स्तनधारी प्राणी भित्र र मस्तिष्कमा पोलिमर कसरी बनाउने भनेर हामीलाई थाहा थिएन। तर त्यसपछि हामीले जेलमा इन्जाइमहरू राख्न सक्छौं र पोलिमराइजेसन सुरु गर्न शरीरको आफ्नै पदार्थहरू प्रयोग गर्न सक्छौं भन्ने महसुस गर्यौं, ”जेनोफोन स्ट्राकोसास भन्छन्।
यो विचारले अनुसन्धानकर्ताहरूलाई अब टिश्युमा हल्का चिपचिपा जेल-जस्तो समाधान इन्जेक्सन गर्न सक्षम बनायो। जब यो शरीरका आफ्नै पदार्थहरू जस्तै ग्लुकोजसँग सम्पर्कमा आउँछ, जेलको गुणहरू परिवर्तन हुन्छन्। र स्वीडिश अनुसन्धानकर्ताहरू तन्तुमा इलेक्ट्रोडको गठन सक्रिय गर्न प्रयोग गरिएको विधिको साथ सफल हुने संसारमा पहिलो थिए।
"जेलले तन्तुमा स्व-पोलिमराइज गर्छ र विद्युतीय रूपमा प्रवाहकीय हुन्छ। हामी जीवविज्ञानलाई हाम्रो लागि गर्न दिन्छौं, "जेनोफोन स्ट्राकोसस भन्छन्।
साथै, यो इन्जेक्सन गरिएको ठाउँमा रहन्छ। यो महत्त्वपूर्ण छ किनभने अनुसन्धानकर्ताहरूले टिस्युमा जेल कहाँ छ भनेर नियन्त्रण गर्न सक्षम हुन चाहन्छन्। अनुसन्धान टोलीले देखाएको छ कि तिनीहरूले यस तरिकाले जेब्राफिसको मस्तिष्कमा र लीचको स्नायु प्रणालीको वरिपरि इलेक्ट्रोड बढाउन सक्छन्। तिनीहरूले अब यो मुसामा पनि काम गर्छ कि भनेर अनुसन्धान गरिरहेका छन्।
तर जेल संग रोगहरु को उपचार एक वास्तविकता हुन अघि जानु को लागी एक लामो बाटो छ। पहिले, अनुसन्धान टोलीले पत्ता लगाउनेछ कि जेल टिस्यु भित्र कति स्थिर छ। के यो केहि समय पछि बिग्रन्छ र त्यसपछि के हुन्छ? अर्को महत्त्वपूर्ण प्रश्न कसरी प्रवाहकीय जेल शरीर बाहिर इलेक्ट्रोनिक्स जडान गर्न सकिन्छ।
"यो गर्न सबै भन्दा सजिलो कुरा होइन, तर मलाई आशा छ कि समयको साथमा यो विधि शरीर भित्र के हुन्छ, सेल्युलर स्तर सम्म निगरानी गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। त्यसोभए हामी स्नायु प्रणालीमा विभिन्न रोगहरू के ट्रिगर गर्छ वा निम्त्याउँछ भन्ने बारे थप बुझ्न सक्छौं, "टोबियास अब्राहमसन भन्छन्।
"त्यहाँ समाधान गर्न धेरै बाँकी छ, तर हामी प्रगति गर्दैछौं," Xenofon Strakosas भन्छन्। यो अद्भुत हुनेछ यदि हामी अन्ततः शरीर भित्र संकेतहरू पढ्न र अनुसन्धान वा स्वास्थ्य सेवामा प्रयोग गर्न इलेक्ट्रोडहरू प्रयोग गर्न सक्छौं।
Karin Söderlund Leifler द्वारा लिखित
स्रोत: लिङ्कोप विश्वविद्यालय
