પેશી ઇજનેરી

વિકિપીડિયાથી
આના પર જાવ: ભ્રમણ, શોધો

પેશી ઇજનેરી (ટિસ્યૂ એન્જિનિઅરિંગ) જૈવ પદાર્થોના એક ઉપ-ક્ષેત્ર તરીકે ગણવામાં આવતુ હતું, પણ એના વિકલ્પો અને મહત્વમાં વિકાસ થવાથી તે ખુદ એક અલગ ક્ષેત્ર તરીકે ગણાય છે. તે કોશિકાઓ, ઇજનેરી અને પદાર્થ વિજ્ઞાનની પદ્ધતિઓ અને યોગ્ય જૈવરાસાયણિક અને શારીરિક-રાસાયણિક પરિબળોના મિશ્રણનો જૈવકાર્યોને સુધારવા કે બદલાવવા માટે થતો ઉપયોગ છે. જ્યારે ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગની મોટા ભાગની વ્યાખ્યાઓ ઘણા ક્ષેત્રોને આવરે છે પરંતુ, વ્યવહારમાં તે સંપૂર્ણ પેશીઓ કે તેમના ભાગો (જેમકે,અસ્થિ,રક્તવાહિનીઓ), મૂત્રાશય, ત્વચા વગેરે)ને બદલાવવા કે દુરસ્ત કરવા માટેના ઉપયોગ પૂરતુ મર્યાદિત છે. ઘણી વાર, પેશીઓને યોગ્ય રીતે કાર્ય કરવા માટે ચોક્કસ યાંત્રિક અને બંધારણીય ગુણોની જરૂર હોય છે. આ શબ્દનો ઉપયોગ એક કૃત્રિમ રક્ષા પ્રણાલીમાના કોશિકાઓ વડે ચોક્કસ જૈવરાસાયણિક કાર્યો કરવાના પ્રયાસો માટે પણ થાય છે (ઉદા. કૃત્રિમ સ્વાદુપિંડ, કે જૈવ કૃત્રિમ યકૃત). પુન:સર્જક ઔષધનો ઉપયોગ સ્ટેમ કોશિકાઓ વડે પેશીઓના ઉત્પાદન ,અંતે વધુ થતો હોવા છતાં પુન:સર્જક ઔષધ શબ્દનો ઘણી વાર એન્જીનીયરીંગ સાથે સમાન અર્થમાં ઉપયોગ થાય છે,

C3H-10T1/2 કોશિકાઓનુ સૂક્ષ્મ દળનુ સંવર્ધન એલ્શીયન બ્લ્યૂ સાથે વિવિધ ઓક્સિજન દબાણ પર.

સંક્ષિપ્ત અહેવાલ[ફેરફાર કરો]

લેંગર[૧]અને વેકંતી દ્વારા કરેલ ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગની એક સામાન્ય પ્રયોજિત વ્યાખ્યા આમ છે "એક પૂર્ણ અંગ કે પેશીના કાર્યની પુન:સ્થાપના, જાળવણી કે સુધારણા જૈવિક અવેજીઓના વિકાસ માટે ઈજનેરી-વિદ્યા અને જીવ વિજ્ઞાનના સિદ્ધાંતોને અમલમાં મૂકતું આંતરશાખીય ક્ષેત્ર".[૨] ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગને "પેશી વૃદ્ધિના સિદ્ધાંતો સમજવા માટે , અને તેમના ચિકિત્સાલક્ષી કાર્યલક્ષી પેશી રૂપાંતર મતે તેના ઉપયોગ" તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યું છે.[૩] ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગ વિષેની વધુ પાયારૂપ ધારણા મુજબ, પ્રાકૃતિક જીવવિજ્ઞાનનો ઉપયોગ પેશીના કાર્યના પરિવર્તન, સમારકામ, જાળવણી અને/અથવા સુધારણા માટેના અભિગમ વિકસાવવા માટે મોટી સફળતા અપાવશે.[૩]

ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગના બહુશાખીય ક્ષેત્રમાં થયેલા શક્તિશાળી વિકાસને લીધે નવા પેશી બદલવાના ભાગો અને અમલીકરણ યોજનાઓ પ્રાપ્ત થયા. જૈવ પદાર્થોમાં વૈજ્ઞાનિક વિકાસ, સ્ટેમ કોશિકાઓ, વિકાસ અને અલગીકરણ પરિબળો અને જૈવિક અનુકરણ કરતા વાતાવરણે યોજિત કોષવિશેષ બંધારણો, કોશિકાઓ અને જૈવિક રીતે કાર્યશીલ અણુઓના મિશ્રણમાંથી લેબોરેટરીમાં પેશીઓ બનાવવાની વિશેષ તકો કરી છે. ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગ માટેના અત્યારના મુખ્ય પડકારોમા વધુ જટિલ કાર્યક્ષમતાની જરૂરિયાત તેમજ પ્રત્યારોપણ માટે લેબોરેટરીમાં ઉછેરેલ પેશીઓની કાર્યલક્ષી અને જૈવરાસાયણિક સ્થિરતા છે. ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગની સતત સફળતા, ઇજનેરી કેન્દ્રીકરણ અને પેશીનાં મૂળભૂત સંશોધનના વિકાસ, મેટ્રીક્સ,વિકાસ પરિબળ, સ્ટેમ કોશિકા અને વિકાસલક્ષી જીવવિજ્ઞાન તેમજ પદાર્થ વિજ્ઞાન અને જૈવ માહિતીમાંથી મળશે.

2003માં એનએસએફે (NSF), "એક સંશોધન ક્ષેત્ર તરીકે ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગની અગત્યતા"[૧]ના શિર્ષક હેઠળ એક અહેવાલ પ્રકાશિત કર્યો, જે આ ક્ષેત્રના ઇતિહાસનું સંપૂર્ણ વર્ણન કરે છે.

ઉદાહરણો[ફેરફાર કરો]

  • પેશી યોજિત એકસમાન હૃદય રક્તવાહિનીઓ - ડૉ.મેડ.નો કાર્ય સમૂહપ્રાયોજિત ઔષધ ઇજનેરી વિભાગમાં એસ.જોકનહોવેલ (આરડબલ્યુટીએચ (RWTH)-આશેન યુનિવર્સિટી,જર્મની)
  • ઇન વિટ્રો મીટ — સંવર્ધિત ખાદ્ય કૃત્રિમ પ્રાણી સ્નાયુ પેશી ઇન વિટ્રો .
  • જૈવકૃત્રિમ યકૃત સાધન — ઘણા સંશોધન પ્રયાસો જીવંત હીપેટોસાઇટ્સના ઉપયોગ વડે હિપેટીક આસિસ્ટ સાધન બનાવવામાં આવ્યું.
  • કૃત્રિમ સ્વાદુપિંડ — સંશોધનમાં ખાસ કરીને ડાયાબીટીસમાં ઇન્સ્યુલીનના સંશ્લેષણ અને નિયમન માટે આઇલિટ કોશિકાઓના ઉપયોગનો સમાવેશ થાય છે.
  • કૃત્રિમ મૂત્રાશયો — એન્થોની અટાલા[૪] (વેઈક ફોરેસ્ટ યુનીવર્સીટી) દીર્ઘકાલીન પ્રયોગ સ્વરૂપે સફળ રીતે 20માંથી 7 માનવ પરીક્ષણ નમૂનામાં કૃત્રિમ રીતે વિકસાવેલ મૂત્રપિંડોનુ આરોપણ કર્યું છે.[૫]
  • કાસ્થિ — પ્રયોગશાળામાં વિક્સેલ પેશીનો ગોઠણના કાસ્થિને બદલાવવામાં સફળ ઉપયોગ થયો.[૬]
  • ડોરિસ ટેયલરનું બરણીમાં હૃદય
  • પેશી-આયોજિત શ્વસનમાર્ગ [૭]
  • સાથે રહેલ મનુષ્ય ત્વચા કોશિકાઓમાંથી બનેલ કૃત્રિમ ત્વચાકોલાજન
  • કૃત્રિમ અસ્થિ મજ્જા[૮]
  • કૃત્રિમ અસ્થિ
  • કૃત્રિમ શિષ્ન[૯]

રચનાત્મક એકમ તરીકે કોશિકાઓ[ફેરફાર કરો]

સંવર્ધનમા અભિરંજિત કોશિકાઓ

ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગ જીવંત કોશિકાઓનો ઉપયોગ ઇજનેરી પદાર્થો તરીકે કરે છે. તેના ઉદાહરણોમાં ત્વચાબદલાવવા કે દુરસ્ત કરવા માટે ફાઇબ્રોબ્લાસ્ટ્સનો ઉપયોગ,કાસ્થિને દુરસ્ત કરવા કોન્ડ્રોસાઇટ્સનો ઉપયોગ,કે અન્ય પ્રકારોએ અન્ય કોશિકાઓનો ઉપયોગનો સમાવેશ થાય છે.

1998માં જેરોન કોર્પ.માં વૈજ્ઞાનિકોએ ટેલોમીટર્સને વિસ્તૃત કરવાનો ઉપાય શોધી અવિનાશી કોશિકા રેખાઓ ઉત્પન્ન કરી.(સંદર્ભ આપો) તે પહેલા,કેન્સરવિહીન નિરોગી સસ્તન કોશિકાઓનું પ્રયોગશાળામાં સંવર્ધન હેફ્લીક મર્યાદા સુધી જ વિભાજન પામે છે.

વંશ[ફેરફાર કરો]

પ્રવાહી પેશીઓ જેવી કે રક્ત સ્થૂળ પદ્ધતિ વડે પ્રાપ્ત કરાય છે, સામાન્ય રીતે સેન્ટ્રીફ્યુગેશન કે અફેરેસીસ. ઘન પેશીઓની, પ્રાપ્તિ વધુ મુશ્કેલ છે. સામાન્ય રીતે પેશીને વિભાજીત કરાય છે અને ટ્રાયસ્પિન કે કોલાજનેઝ ઉત્સેચકો વડે તેનુ પાચન થઇ કોશિકાને જક્ડતા કોષબાહ્ય પદાર્થનો નિકાલ કરાય છે. ત્યાર બાદ, કોશિકાઓ મુક્ત રીતે તરે છે અને સેન્ટ્રીફ્યુગેશન કે અફેરેસીસ વડે પ્રાપ્ત થાય છે.
ટ્રાયસ્પીન સાથેનું પાચન તાપમાન પર વધુ આધારિત હોય છે. ઉચ્ચ તાપમાને કોશિકા પ્રવાહીનું પાચન ઝડપી બને છે,પણ તે વધુ નુકસાન કરે છે. કોલાજનેસ તાપમાન પર ઓછું આધારિત છે,અને ઓછા કોશિકાઓને હાનિ કરે છે,પણ વધુ સમય લે છે અને વધુ મોંઘો પ્રક્રિયક છે,

કોશિકાઓના પ્રકારો[ફેરફાર કરો]

કોશિકાઓ ઘણી વાર તેમના સ્રોતો મુજબ વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:

  • ઓટોલોગસ કોશિકાઓ જ્યાં તેમને પુન:આરોપિત કરવાના હોય ત્યાંથી પ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે. ઓટોલોગસ કોશિકાઓ પ્રતિકાર અને રોગકારકોના વાહકોને લગતી સૌથી ઓછી સમસ્યા જોવા મળે છે,જોકે કેટલાક કિસ્સાઓમાં ઉપલબ્ધ ન પણ હોઈ શકે. ઉદાહરણ તરીકે અનુવાંશિક રોગોમાં અનુરૂપ ઓટોલોગસ કોશિકાઓ નથી હોતા. બહુ માંદા કે વૃદ્ધ લોકોમાં અને ગંભીર રીતે દાઝી ગયેલ દર્દીઓમાં પણ કોશિકા રેખાઓ ઉત્પન્ન કરવા માટે ઓટોલોગસ કોશિકાઓ પર્યાપ્ત માત્રામાં ન હોવાની શક્યતા છે. તદુપરાંત આ વર્ગના કોશિકાઓને દર્દીના શરીરમાંથી પ્રાપ્ત કરવા પડે છે,ઘણી વાર કેટલીક શસ્ત્રક્રિયાઓમાં દાતામાંથી ચેપ કે તીવ્ર દુખાવા થવાની શક્યતા રહે છે.ઓટોલોગસ કોશિકાઓને પણ ઉપયોગમાં લેતા પહેલા સંવર્ધિત કરવા પડે છે,જેમાં સમય લાગે છે,તો ઓટોલોગસ કોશિકાઓનુ નિરાકરણ બહુ ઝડપી ન પણ થાય. હમણાથી અસ્થિ મજ્જા અને ચરબીના મેસેનશીમલ સ્ટેમ કોશિકાઓનો ઉપયોગ થાય છે. આ કોશિકાઓ પેશીના વિવિધ પ્રકાર મુજબ ભિન્ન કઈ શકે ,જેમાં અસ્થિ, કાસ્થિ, મેદ,અને ચેતાનો સમાવેશ થાય છે. મેદમાંથી સહેલાઇથી અને ઝડપથી મોટી સંખ્યામાં કોશિકાઓ અલગ કરી શકાય,તેથી મોટી સંખ્યામાં કોશિકાઓ સહેલાઇથી અને ઝડપથી મેળવવાની શક્યતા ઊભી થઇ.
ઉંદરના ગર્ભ સ્ટેમ કોશિકાઓ. વધુ પ્રયોગશાળાની તસ્વીરો
  • એલોજેનિક કોશિકાઓ એક જ પ્રજાતિના દાતાના દેહમાંથી આવે છે. જ્યારે ઇન વિટ્રો અભ્યાસમાં મનુષ્ય કોશિકાઓના ઉપયોગ પર નૈતિક નિયંત્રણો છે,મનુષ્યની અગ્રત્વચા ત્વચીય ફાઇબ્રોબ્લાસ્ટ્સ રોગપ્રતિકારક દ્રષ્ટિએ સુરક્ષિત છે અને તેથી ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગ માટે યોગ્ય પસંદગી છે.
  • ક્સેનોજેનિક કોશિકાઓ અન્ય પ્રજાતિથી અલગ પડાય છે. ખાસ કરીને પ્રાણી કોશિકાઓનો ખૂબ જ ઉપયોગ રુધિર પરિવહન આરોપણ માટે થયો છે.
  • સિંજેનિક કે આઈસોજેનિક કોશિકાઓ અનુવાંશિક સમાનતા ધરાવતા સજીવો જેમકે જોડકાઓ,ક્લોન્સ કે ઉચ્ચ સંકર પ્રાણી નમૂનાઓમાંથી અલગ કરાય છે.
  • પ્રાથમિક કોશિકાઓ શારીરિકથી આવે છે.
  • દુય્યમ કોશિકાઓ કોશિકા બેન્કથી આવે છે.
  • સ્ટેમ કોશિકાઓ (જુઓ મુખ્ય લેખ: સ્ટેમ કોશિકા ) અભિન્ન કોશિકાઓ છે જે સંવર્ધનમાં વિભાજિત થઇ શકે છે અને વિવિધ સ્વરૂપના કોશિકાઓ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. સ્રોત અનુસાર સ્ટેમ કોશિકાઓને "પુખ્ત" અને "પ્રાથમિક"માં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.પહેલો વર્ગ "મલ્ટીપોટેન્ટ" અને બીજો "પ્લ્યુરીપોટેન્ટ" છે;કેટલાક કોશિકાઓ ટોટીપોટેન્ટ હોય છે,ગર્ભના સૌથી પ્રારંભિક તબક્કામાં. જ્યાં ગર્ભસ્થ સ્ટેમ કોશિકાઓના ઉપયોગ પર નૈતિક વિવાદ ચાલે છે,એવું મનાય છે કે સ્ટેમ કોશિકાઓ રોગગ્રસ્ત કે નુક્સાનગ્રસ્ત પેશીઓને દુરસ્ત કરવા માટે ,અથવા નવા અંગ વિકસાવવા માટે કરી શકાય.

સ્કેફોલ્ડ્સ[ફેરફાર કરો]

કોશિકાઓને મોટે ભાગે એક કૃત્રિમ રચનામાં આરોપિત કે "રોપાય" કે જે ત્રિ-પરિમાણમાં પેશીની રચના કરે છે. આ રચનાઓ સ્કેફોલ્ડકહેવાય છે,બંને એક્સ વિવો અને ઇન વિવો ,મહત્વની હોય છે,ઇન વિવો પરિસ્થિતિને સંક્ષેપ લાવવા અને કોષને તેના અતિ સૂક્ષ્મ તેના અતિસૂક્ષ્મ પર્યાવરણ પર પ્રભાવી થવા દેવા. સ્કેફોલ્ડ્સ સામાન્ય રીતે આમાના એક હેતુને સિદ્ધ કરે છેઃ

  • કોશિકાના જોડાણ અને સ્થનાંતરની છૂટ આપવી
  • કોશિકાઓ અને જૈવરાસાયણિક પરિબળોની ઉત્પત્તિ અને જાળવણી
  • કોશિકા અને વ્યક્ત ઉત્પાદનોનું વિલીનીકરણ
  • કોશિકા તબક્કાના વર્તનને બદલાવવા ચોક્કસ યાંત્રિક અને જૈવિક અસરોને અમલી કરવી.
ભ્રમણ કરતી કાર્બન નેનોટ્યૂબની 3D રચના દર્શાવતુ એનિમેશન.કાર્બન નેનોટ્યૂબ્સ ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગ સ્કેફોલ્ડ્સ માટેના અસંખ્ય ઉમેદવારો કેમકે તેઓ જૈવ અનુરૂપ છે, જૈવવિઘટનનો પ્રતિકાર કરે છે અને જૈવિકઅણુઓ સાથે કાર્યાન્વિત કરી શકાય.જોકે,અજૈવવિઘટનીય નેનો-પદાર્થોની ઝેરી હોવાની શક્યતા સ્પષ્ટ નથી.

પેશી પુનઃનિર્માણના હેતુને સિદ્ધ કરવા માટે સ્કેફિલ્ડે કેટલીક ચોક્કસ જરૂરિયાતોને પૂરી કરવી જરૂરી છે. કોશિકાઓ અને પોષક દ્રવ્યોની સમગ્ર રચના વખતે કોશિકા આરોપણ અને વિલીનીકરણ માટે ખૂબ વધુ છિદ્રળુતા અને યોગ્ય છિદ્ર જરૂરી છે. જૈવવિઘટકતા ઘણી વાર અગત્યનુ પરિબળ બને છે કેમકે સ્કેફોલ્ડ્સનુ આજુબાજુની પેશીઓ વડે શસ્ત્રક્રિયા વિના યોગ્ય રીતે શોષણ થવુ જોઇએ. વિઘટનનો દર પેશી નિર્માણના દર સાથે સંગત હોવો જોઇએ: એનો અર્થ એ કે કોશિકાઓ તેમની આસપાસ તેમનુ બંધારણ રચી રહ્યા છે,સ્કેફોલ્ડ દેહમા બધારણીય સંપૂર્ણતા પૂરી પાડી શકે છે,તે છેવટે નવી પેશીને છોડીને તૂટી જાય છે,નવનિર્મિત પેશી જે યાંત્રિક ભાર લઇ લેશે. અંત:ક્ષેપકતા પણ નૈદાનિક ઉપયોગ માટે ખૂબ જરૂરી છે. તાજેતરના અંગ મુદ્રણ પરનું સંશોધન દર્શાવે છે કે 3D પર્યાવરણ પરનો સારો કાબૂ, પ્રયોગોની પુન:ઉત્પાદિતતા વધુ સારા પરિણામો માટે કેટલો મહત્વનો છે[૧૦].

વસ્તુઓ[ફેરફાર કરો]

ઘણા વિવિધ પદાર્થો(કુદરતી અને કૃત્રિમ,જૈવવિઘટિત અને કાયમી) શોધાયા છે. આમાંના મોટા ભાગના પદાર્થો ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગના આગમન પહેલા મેડિકલ ક્ષેત્રમાં જૈવ પુનઃશોષક ટાંકાઓ તરીકે સંશોધનના વિષય તરીકે પહેલાથી જ જાણીતા છે. કોલાજનઅને ઘણા પોલીએસ્ટરઆવા પદાર્થોના ઉદાહરણ છે.

નવા જૈવિક પદાર્થો આદર્શ ગુણધર્મો અને કાર્યલક્ષી રૂપાંતરઃ જેમ કે અન્તઃક્ષેપન,કૃત્રિમ ઉત્પાદન,જૈવ સુસંગતતા,અપ્રતિકારકતા,પારદર્શકતા,અતિ સુક્ષ્મ રેસાઓ,ઓછો જથ્થો,શોષણ દર વગેરે માટે યોજાયા.ઝાંગ,રિચ,ગ્રોઝિંસ્કી અને લેંગરની એમ.આઇ.ટી.લેબ દ્વારા ઉદ્દભવેલ પ્યુરામેટ્રિક્સ એ આ જૈવિક અનુકરણ કરતા પાયાના સમુહોમાંનું એક છે જે હવે વ્યાપારીકૃત થઇ ચુક્યુ છે અને ક્લિનિકલ ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગને અસર કરી રહ્યુ છે.

સામાન્યતઃ વપરાતો કૃત્રિમ પદાર્થ પી.એલ.એ.-પોલીલેક્ટિક એસિડ છે. આ પોલીએસ્ટર માનવશરીરમાં વિઘટિત થઇને કુદરતમાં બનતું રસાયણ લેક્ટિક એસિડ બનાવે છે જે શરીરમાંથી સરળતાથી દૂર થઇ જાય છે. એવા જ અન્ય પદાર્થો પોલિગ્લાયકો એસિડ અને પોલીકેપ્રોલેક્ટોન(પી.સી.એલ.) છેઃ તેમની વિઘટન પ્રક્રિયા પી.એલ.એ.ને સમાન છે પણ તેઓ અનુક્રમે પી.એલ.એ. કરતા ઝડપી અને ધીમો વિઘટન દર ધરાવે છે.

બંધારણ કુદરતી પદાર્થોમાથી પણ રચી સકાય છેઃ ખાસ કરીને કોષવિશેષ પદાર્થોના વિવિધ વ્યુત્પન્નોનો તેમની કોષના વિકાસમાં ફાળો આપવાની ક્ષમતા માપવા માટે અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. પ્રોટીનમય પદાર્થો જેવા કે કોલાજન અથવા ફાઇબ્રીન તેમજ પોલીસેકેરીડીક પદાર્થો જેવા કે કિટોસન અથવા ગ્લાયકોસેમિનોગ્લાયકેન્સ (જી.એ.જી.)કોષ-સુસંગતતાની બાબતમા યોગ્ય સાબિત થયા છે પણ પ્રતિકારકક્ષમતા વિશે કેટલાક મુદ્દાઓ હજુ પણ છે. જી.એ.જી.માથી હાયેલ્યુરોનિક અસિડ, શક્યતઃ પારસ્પરિક જોડાણ કરતા ઘટકો(જેમ કે ગ્લુટરાલ્ડીહાઇડ,જલદ્રાવ્ય કાર્બોડિમાઇડ,વગેરે...)ની સાથે,એ બંધારણીય પદાર્થ તરીકેના શક્યતઃ વિકલ્પોમાનુ એક છ કાર્યવિભાજિત બંધારણીય એકેમોના સમુહ કોઇ ચોક્કસ પેશી સુધી સુક્ષ્મ અણુઓ (દવાઓ)પહોચાડવા ઉપયોગી થઇ શકે છે. તપાસ હેથળનો બંધારણીય એકમનો અન્ય પ્રકાર એ કોષવિલિનીકૃત પેશીના ભાગો છે કે જેમાથી બાકી રહેલ કોષકીય ઘટકો/કોષવિશેષ ઘટકો બંધારણીય એકમ તરીકે વર્તે છે.

સમન્વય[ફેરફાર કરો]

સાહિત્યમાં ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગના બંધારણીય એકમ તરીકે વાપરી શકાય એવી છિદ્રાળુ રચનાઓ તૈયાર કરવાની ઘણી વિવિધ રીતો વર્ણવેલી છે. આ રીતોમાની દરેકના પોતાના ફાયદા છે,પણ કોઇ ગેરફાયદાથી મુક્ત નથી.

  • નેનોફાઇબર સ્વ-સંમેલનઃ આણ્વિક સ્વસંમેલન એ પ્રમાણ અને રાસાયણિક બંધારણમા કુદરતી કોષબાહ્ય પદાર્થોને સમાન ગુણધર્મો ધરાવતા જૈવ-પદાર્થો બનાવવાની કેટલીક રીતોમાની એક છે. વધુમાં આ હાઇડ્રોજેલ એકમો આંતરિક વિષવિદ્યા અને જૈવ સુંસગતતાની બાબતમા પારંપરાગત મોટા એકમો અને પશુમાથી મેળવેલ પદાર્થો કરતા ચડિયાતા છે.
  • ટેક્સ્ટાઇલ તકનીકો આ પદ્ધતિઓ બધા અભિગમ સમાવે છે કે જે વિવિધ પોલિમરના વણ્યા વિનાના જાળા તૈયાર કરવા માટે સફળતાપૂર્વક વપરાય છે. ખાસ કરીને,વણ્યા વિનાના પોલિગ્લાયકોલાઇડ બંધારણો ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગના ઉપયોગ માટે ચકાસેલ છેઃઆવા રેસાયુક્ત બંધારણો વિવિધ પ્રકારના કોશિકાઓના વિકાસમા ઉપયોગી સાબિત થયા છે. મુખ્ય ખામી ઉચ્ચ છિદ્રતા અને છિદ્રના એકસમાન માપની પ્રાપ્તિની મુશ્કેલીને લગતી છે.
  • દ્રાવક પસંદગી અને ચોક્કસ ગાળણ (એસસીપીએલ (SCPL)) : આ અભિગમ એકસમાન છિદ્રતા પરંતુ મર્યાદિત જાડાઇ ધરાવતા છિદ્રાળુ બંધારણને તૈયાર કરવા માટે ઉપયોગી છે. પહેલા,પોલિમરને યોગ્ય કાર્બનિક દ્રાવક(જેમ કે પોલિલેક્ટિક એસિડને ડાયક્લોરોમિથેનમા ઓગાળી શકાય)મા ઓગાળવામા આવે છે,પછી દ્રાવણને યોગ્ય આકારમા ઢાળવામા આવે છે કે જે પોરોજન કણોથી ભરેલ હોય છે. આવા પોરોજન સોડિયમ ક્લોરાઇડ જેવા અકાર્બનિક ક્ષાર,સેકેરોઝના સ્ફટિક,જીલેટિન ગોળો કે પેરાફીન ગોળો હોઇ શકે. પોરોજન કણોનુ માપ એ એકમ છિદ્રના માપ પર અસર કરશે જ્યારે પોલિમર પોરોજન દર એ અંતિમ બંધારણની છિદ્રતાની માત્રા સાથે સીધો સંબધ ધરાવે છે. પોલિમર દ્રાવણ તૈયાર થયા પછી દ્રાવકનુ સંપુર્ણ બાષ્પીભવન થવા દેવામા આવે છે,ત્યારબાદ ઢાંચામા તૈયાર થયેલા આ બંધારણને પોરોજન્ને ઓગાળવા માટેના યોગ્ય પ્રવાહીમા ડૂબાડવામા આવે છેઃસોડિયમ ક્લોરાઇડ માટે પાણી,પેરાફિન સાથે સેકેરોઝ અને જીલેટિન અથવા હેક્ઝેન જેવા એલિફેટિક દ્રાવક.જ્યારે પોરોજન સંપુર્ણ ઓગળી જાય,ત્યારે છિદ્રાળુ બંધારણ પ્રાપ્ત થાય છે. ઓછી જાડાઇ પ્રાપ્ત થવા સિવાય,એસ.સી.પી.એલ.નો બીજો ગેરફાયદો તેમા કાર્બનિક દ્રાવક વાપરવા બાબત એ છે કે બંધારણીય એકમ પર રહેલા કોશિકાઓને થતા કોઇ પણ શક્ય નુકસાનથી બચવા એને સંપુર્ણ દૂર કરવુ જ પડે.
  • ગેસ ફોમિંગઃ કાર્બનિક દ્રાવક અને ઘન પોરોજન વાપરવાની જરૂરિયાતને પાર પાડવા માટે,વાયુનો પોરોજન તરીકે ઉપયોગ કરતી આ પધ્ધતિ વિકસાવવામા આવી છે. પ્રથમ,એક ગરમ કરેલ બીબા દ્વારા દાબ-આકારથી ઈચ્છિત પોલીમરમાંથી બનેલ તકતી-આકારની રચના તૈયાર કરાય છે. તકતીઓને ઘણા દિવસો સુધી ઉચ્ચ CO2 દબાણ હેઠળ એક ખાનામાં રખાય છે. ખાનાની અંદરના દબાણને ક્રમશ: વાતાવરણના દબાણ સુધી લવાય છે. આ પ્રક્રિયા દરમ્યાન કાર્બન ડાયોક્સાઇડનાં પરમાણુ પોલીમર છોડીને જતા છિદ્રો બને છે,જેનાથી વાદળી(સ્પંજ) જેવી રચના બને છે. આવી પદ્ધતિથી થતી મુખ્ય સમસ્યા દાબ-આકાર દરમ્યાન ઉત્પન્ન થતી અતિશય ઉષ્મા છે(જે પોલીમર પદાર્થમાં કોઈ પણ ઉષ્મા-ચલ પદાર્થોને ભળતા અટકાવે છે અને એ સત્ય કે આંતરસંલગ્ન રચનામાં છિદ્રો બનતા નથી.
  • પ્રવાહી મિશ્રણ/શીત-સુષ્કન :આ પદ્ધતિમા એસસીપીએલ (SCPL) જેવા નક્કર પોરોજનની જરૂર નથી. પ્રથમ,કૃત્રિમ પોલિમરને યોગ્ય દ્રાવકમાં ઓગાળાય છે, પછી પોલિમરીક દ્રાવણમા પાણી ઉમેરાય છે અને પ્રવાહી મિશ્રણ મેળવવા બે પ્રવાહીને ભેળવવામા આવે છે. બે તબક્કા જુદ પડે તે પહેલા ,પ્રવાહી મિશ્રણને એક બીબામાં રાખીને પ્રવાહી નાઇટ્રોજનમાં નિમજ્જન દ્વારા ઝડપથી જમાવવામાં આવે છે. થીજાવેલ પ્રવાહી વિકીર્ણ પાણી અને દ્રાવકને દૂર કરવા માટે પછીથી શીત-શુષ્ક કરાય છે,તેથી ઘન છિદ્રાળુ પોલિમર બાકી રહે છે. પ્રવાહી મિશ્રણ અને શીત-શુષ્કન SCPL કરતા ઝડપી છે,(કેમકે તેને સમય લગાડતા ગાળણના પગલાની જરૂર નથી),તેમાં દ્રાવકોની તો જરૂર હોય છે. વધુમા,છિદ્રનું કદ પ્રમાણમાં નાનુ અને છિદ્રાળુતા ઘણી વાર અનિયમિત હોય છે. શીત-શુષ્કન સ્વયં સ્કેફોલ્ડના નિર્માણ માટે સામાન્ય રીતે વપરાતી પદ્ધતિ છે. ખાસ કરીને, તેનો ઉપયોગ કોલાજન સ્પંજ બનાવવા થાય છેઃકોલાજનને એસેટિક એસિડના એસિડિક દ્રાવણમાં કે હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડમા ઓગાળીને બીબામાં ઢળાય છે,અને પ્રવહી નાઇટ્રોજન દ્વરા થીજાવાય છે અને લાયોફ્હિલાઇઝ્ડ કરાય છે.
  • ઉષ્મીય પ્રેરિત સ્થિતિ અલગીકરણ (TIPS) : અગાઉની પદ્ધતિની જેમ આ સ્થિતિ અલગીકરણ પદ્ધતિમાં શુદ્ધીકરણ કરવુ સરળ પડે તેવા નીચા ગલનબિંદુવાળા દ્રાવણની જરૂર પડે છે. ઉદાહરણ માટે ડાયોક્સિનનો ઉપયોગ પોલિલેક્ટિક એસિડને ઓગાળવા થઇ શકે.

બાદમાં થોડા પાણી વડે સ્થિતિ અલગીકરણ લાગુ પડાય છે.એક ઉચ્ચ અને નિમ્ન કક્ષાના પોલિમર તબક્કા બને છે. દ્રાવણના ગલનબિંદુ કરતા નીચા તાપમાને ઠંડુ પાડતા અને દ્રવણને સુધારવા થોડા દિવસો શૂન્ય-શુષ્કન કરતા,છિદ્રાળુ સ્કેફોલ્ડ પ્રાપ્ત થાય છે. પ્રવાહી-પ્રવાહી સ્થિતિ અલગીકરણ પ્રવાહી મિશ્રણ/શીત-શુષ્કનની જ ખામીઓ ધરાવે છે.

  • ઇલેક્ટ્રોસ્પીનીંગ : એક ખૂબ અલગ પદ્ધતિ જે સબમાઇક્રોનથી નેનોમીટર્સ સુધીના વ્યાસના સતત તંતુઓ બનાવી શકાય છે. સામાન્ય ઇલેક્ટ્રો-સ્પિનિંગ પ્રણાલીમાં,સ્પિનરેટમાં મિશ્રણ દાખલ કરાય છે અને ટોચ પર હાઈવોલ્ટેજનો વિદ્યુત પ્રવાહ અપાય છે. વીજભારિત દ્રાવણમાં ઉત્પન્ન થયેલ સ્થિરવિદ્યુત અપાકર્ષણને લીધે,એક પાતળો તંતુમય પ્રવાહ નીકળે છે. વિરુદ્ધ વિદ્યુતભારિત કે ગ્રાઉન્ડેડ વીજભાર એક આરૂઢ એકત્રક તક્તી કે સળિયા માથી સતત તંતુઓમાં ખેંચાય છે,જેનાથી ખૂબ છિદ્રાળુ નેટવર્ક બને છે. આ પદ્ધતિનો મુખ્ય ફાયદો તેની સાદાઇ અને પરિવર્તનની સરળતા છે. પ્રયોગશાળાના સ્તરે,સામાન્ય ઇલેક્ટ્રો-સ્પિનિંગ પ્રણાલીને ઊંચા વોલ્ટેજના વિદ્યુત પ્રવાહ(30 KV સુધી) અને એક સપાટ ટોચવાળી સોય અને પ્રવાહ એકત્રકની જરૂર પડે છે. ચલ પરિબળોને બદલાવતા,જેમકે એકત્રકથી અંતર,લાગુ પાડેલ વોલ્ટેજનું ચુંબકત્વ,કે મિશ્રણના વહેવાનો દર--સંશોધકો સમગ્ર સ્કેફોલ્ડની રચનાને નાટકીય રીતે બદલી શકે.
  • કેડ/કેમ (CAD/CAM) પદ્ધતિઓ : મોટા ભાગની પદ્ધતિઓ છિદ્રાળુતા અને છિદ્રો પર કાબૂની બાબતમા મર્યાદિત બની જતી હોઇ, ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગમાં કોમ્પ્યુટર આસિસ્ટેડ ડીઝાઇન અને ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ અમલમાં આવી . પ્રથમ, કેડ (CAD) સોફ્ટવેર વડે એક ત્રિ-પરિમાણીય રચના રચવામાં આવે છે,પછી પોલીમર પાઉડરનાં ઈન્ક-જેટ પ્રિન્ટીંગ દ્વારા કે પોલીમરના પીગલનથી ફયુઝ્ડ ડીપોઝિશન મોડેલીંગ વડે સ્કેફોલ્ડને વાસ્તવિક રૂપ અપાય છે.[૧૧]

એકત્ર પદ્ધતિ[ફેરફાર કરો]

ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગની સતત, નિરંતર સમસ્યાઓમાની એક સામૂહિક પરિવહન મર્યાદા છે. નિર્મિત પેશીઓ સામાન્ય રીતે રક્ત પુરવઠાના અભાવને લીધે આરોપિત કોશિકાઓને પુરતો ઓક્સિજન અને અસ્તિત્વ ટકાવવા પોષક તત્વોની પ્રાપ્તિ, અને/અથવા યોગ્ય રીતે કાર્ય કરવુ મુશ્કેલ બને છે.

સ્વ-એકત્રીકરણ અહી અગત્યનો ભાગ ભજવી શકે,બન્નેના દ્રષ્ટિકોણથી પ્રાવૃત કોશિકાઓ અને પ્રોટીન્સ, તેમજ નિર્મિત પેશી ઉત્પાદનો અને કોષિય આંતરવિકાસ માટે સાચા ભૌતિક એકમ પર સ્કેફોલ્ડ્સનું નિર્માણ.

અંગો કે સમગ્ર તંત્રોનું નિર્માણ શક્ય બની શકે. હમણાની નિર્માણની એક નવી રીત થર્મોરીવર્સીબલ જેલના મેટ્રીક્સમાના કોશિકાઓના ચોક્કસ સ્તરોનુ મુદ્રણ કરવા એક ઇન્ક-જેટ પ્રણાલીનો ઉપયોગ કરે છે. એન્ડોથેલીઅલ કોશિકાઓ,એવા કોશિકાઓ કે જે રક્તવાહિનીઓને ગોઠવે છે,તેમનુ મુદ્રણ રીંગના સમૂહમા થયુ છે. પરિપક્વ થયા બાદ,તેને એક નળીમાં એકત્ર કરાય છે.[૧૨] [૧૧]

પેશી સંસ્કરણ[ફેરફાર કરો]

ઘણા કિસ્સાઓમાં, કાર્યકારી પેશીઓ અને ઇન વિટ્રો જૈવિક રચનાઓના નિર્માણ માટે વિસ્તૃત કાર્યની ટકાવવા,વિકસાવવા અને આકર્ષણ માટે સંવર્ધન આવશ્યક છે. સામાન્યતઃ,સંવર્ધનમાં કોશિકાની મૂળભૂત જરૂરીયાતો જાળવવી પડે છે,જેમાં ઓક્સિજન, pH, ભેજ, તાપમાન, પોષકો અને અભિસરણનું દબાણનો સમાવેશ થાય.

પેશી યોજિત સંવર્ધનોમાં સંવર્ધનની સ્થિતિ જાળવવા અંગે બીજી સમસ્યાઓ પણ છે. આદર્શ કોશિકા સંવર્ધનમાં ઘણી વાર વિલીનીકરણ એકમાત્ર પોષણ અને ચયાપચયનુ એકમાત્ર માધ્યમ હોય છે. જોકે,સંવર્ધન વિશાળ અને જટિલ થવાથી,જેમકે યોજિત અંગો અને સમગ્ર પેશીઓ,સંવર્ધનને જાળવવા માટે અન્ય પ્રણાલીનો ઉપયોગ થાય છે.

પેશી સંવર્ધનની અન્ય સમસ્યા કાર્યને પ્રેરિત કરવા માટે જરૂરી યોગ્ય પરિબળો કે ઉદ્દીપકો પૂરા પાડવાની છે. ઘણા કિસ્સાઓમાં, સામાન્ય કેળવેલ સંવર્ધન પર્યાપ્ત નથી થતુ. વિકાસ પરિબળો,અંતઃસ્રાવો, ચોક્કસ ચયાપાચકો કે પોષકો અને ભૌતિક ઉદ્દીપકો કોઈક વાર આવશ્યક હોય છે. ઉદાહરણ માટે,ચોક્કસ કોન્ડ્રોસાઇટ્સ જેવા કેટલાક કોશિકાઓ તેમના સામાન્ય વિકાસના ભાગરૂપે ઓક્સીજનનાં તણાવમાં પરિવર્તન મુજબ પ્રતિક્રિયા આપે છે,જે માળખાકીય વિકાસ સમયે ઓક્સિજનના નીચા પ્રમાણ કે હાયપોક્સિઆ સાથે અનુકૂલિત થવા જોઇએ. અન્યો, જેમકે એન્ડોથેલીઅલ કોશિકાઓ, પ્રવાહીના વહેવાને લીધે થતા યાંત્રિક દબાણ સામે પ્રતિક્રિયા આપે છે જે રક્તવાહિનીઓમાં જોવા મળે છે.

જૈવપ્રક્રિયકો[ફેરફાર કરો]

ઘણા કિસ્સાઓમાં,જૈવપ્રક્રિયકોનો ઉપયોગ ચોક્કસ સંવર્ધન પરિસ્થિતિને જાળવવા થાય છે. સાધનો ભિન્ન હોય છે જેને ચોક્કસ પ્રયોગો માટે બહુ-ઉપયોગી બનાવેલ હોય છે.

આ પણ જુઓ[ફેરફાર કરો]

  • જૈવકૃત્રિમ અંગ
  • જૈવઔષધ ઇજનેરી એ નજીકનુ ક્ષેત્ર છે (અને ઘણી વાર મૂળ કહેવાય છે).
  • જૈવ ઇજનેરી એ વ્યાપક ક્ષેત્ર છે જે ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગ અને સંબંધિત ક્ષેત્રો સાથે(e.g. જૈવ-પદાર્થો).
  • આણ્વિક સ્વ-એકત્રીકરણ
  • નરમ પેશીઓ
  • પ્રત્યરોપણ

ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગ સંશોધનનનું સમર્થન કરતી એજન્સીઓ[ફેરફાર કરો]

  • નૅશનલ ઇન્સ્ટિટયુટ્સ ઑફ હેલ્થ
  • નૅશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન
  • નેશનલ રીસર્ચ કાઉન્સીલ ઓફ કેનેડા

સંદર્ભો[ફેરફાર કરો]

  1. પ્રોફ . રોબર્ટ લેન્ગર
  2. Langer R, Vacanti JP (May 1993). "Tissue engineering". Science 260 (5110): 920–6. doi:10.1126/science.8493529 . PMID 8493529 . http://www.sciencemag.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=8493529.
  3. ૩.૦ ૩.૧ MacArthur BD, Oreffo RO (January 2005). "Bridging the gap". Nature 433 (7021): 19. doi:10.1038/433019a10.1038/433019a . PMID 15635390 .
  4. "એન્થની એટલા"
  5. ડોક્ટર્સ દર્દીના કોશિકાઓમાંથી અંગો વિકસાવે છે કોશિકાઓ, સીએનએન , એપ્રિલ 3, 2006
  6. કૃત્રિમ કાસ્થિ નુક્સાનગ્રસ્ત - આરોગ્ય- 05 જુલાઈ 2006 - ન્યુ સાયન્ટિસ્ટ સ્પેસ
  7. Macchiarini P, Jungebluth P, Go T, et al. (December 2008). "Clinical transplantation of a tissue-engineered airway". Lancet 372 (9655): 2023–30. doi:10.1016/S0140-6736(08)61598-6 . PMID 19022496 . http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0140-6736(08)61598-6.
  8. "Creating artificial bone marrow". 
  9. "Artificial Penis Tissue Proves Promising in Lab Tests". 
  10. અંગ મુદ્રણ/ આરોપણ પ્રક્રિયા
  11. ૧૧.૦ ૧૧.૧ Jennifer Elisseeff; Peter X. Ma (2005). Scaffolding In Tissue Engineering. Boca Raton: CRC. ISBN 1-57444-521-9 .
  12. Mironov V, Boland T, Trusk T, Forgacs G, Markwald RR (April 2003). "Organ printing: computer-aided jet-based 3D tissue engineering". Trends Biotechnol. 21 (4): 157–61. doi:10.1016/S0167-7799(03)00033-7 . PMID 12679063 . http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0167779903000337.
     . PMC 2754569
     . PMID 15687132
      . http://circ.ahajournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=15687132.
     . PMC 18719
     . PMID 10841570
      . http://www.pnas.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=10841570.
     . PMID 15165480
      .
      .

બાહ્ય લિંક્સ[ફેરફાર કરો]

સંસ્થાનો

વ્યવસ્થાઓ અને ભંડારો

સંશોધન પહેલ


ઢાંચો:Technology-footer