ज्यांना इंजेक्शनची भीती वाटते अशा अनेक रुग्णांसाठी स्वागतार्ह पाऊल म्हणून इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी बॉम्बे (आयआयटी मुंबई)ने आपल्या नवीन संशोधन वेदनारहित इंजेक्शनचा शोध लावला आहे. हे इंजेक्शन सर्व प्रकारचे वैद्यकीय उपचार सोपे करणार असल्याचा विश्वासही संशोधकांकडून व्यक्त करण्यात आला आहे. एरोस्पेस अभियांत्रिकी विभागातील वीरेन मिनेझीस यांच्या नेतृत्वाखालील संशोधनाने शॉक सिरिंज विकसित करून सुईशिवाय औषधे वितरीत करण्याचा मार्ग शोधला आहे. हा अभ्यास जर्नल ऑफ बायोमेडिकल मटेरियल्स अँड डिव्हाईसेसमध्ये प्रकाशित झाला आहे.
हजारपेक्षा जास्त प्रीमियम लेखांचा आस्वाद घ्या ई-पेपर अर्काइव्हचा पूर्ण अॅक्सेस कार्यक्रमांमध्ये निवडक सदस्यांना सहभागी होण्याची संधी ई-पेपर डाउनलोड करण्याची सुविधा
आयआयटी बॉम्बेच्या संशोधकांनी प्रयोगशाळेतील उंदरांवर नियमित वापरातील सुई आणि शॉक सिरिंजद्वारे औषध वितरणाच्या परिणामकारकतेची तुलना केली. “सुया असलेल्या सिरिंज शरीराला अत्यंत तीक्ष्ण छिद्र पाडून शरीरात औषध सोडतात. परंतु, शॉक सिरिंज हाय एनर्जी वेवचा (शॉक वेव्ह) वारप करून ही वेव्ह ध्वनीच्या गतीपेक्षा जास्त वेगाने त्वचा भेदत शरीरात औषध सोडते. सोनिक बूमदरम्यान समान परिणाम होतो, जेव्हा एखादे विमान ध्वनीच्या वेगापेक्षा वेगाने उडते तेव्हा ते शॉक वेव्ह तयार करतात,” असे प्राध्यापक मिनेझीस यांनी स्पष्ट केले. काय आहे शॉक सिरिंज? ते कसे कार्य करते? या संशोधनाचा वैद्यकीय क्षेत्रात काय फायदा होणार? त्याविषयी जाणून घेऊ.
हेही वाचा : क्रेडिट कार्ड बिल न भरल्यास काय होणार? सर्वोच्च न्यायालयाच्या निर्णयात काय?
शॉक सिरिंज कसे कार्य करते?
प्राध्यापक मिनेझिस यांच्या प्रयोगशाळेत २०२१ च्या सुरुवातीला विकसित केलेल्या शॉक सिरिंजमध्ये तीन विभागांचा समावेश असलेली एक सूक्ष्म शॉक ट्यूब आहे. ड्रायव्हर, ड्रायव्हन आणि ड्रग होल्डर हे तीन विभाग औषध वितरणासाठी शॉकवेव्ह-चालित मायक्रोजेट तयार करण्यासाठी एकत्रितपणे कार्य करतात. प्रेशराइज्ड नायट्रोजन गॅस शॉक सिरिंजवर लागू केला जातो, जो सूक्ष्म शॉक ट्यूब भागाचा चालक विभाग आहे. औषधाचे मायक्रोजेट तयार करण्यासाठी ते द्रव औषधांनी भरलेले असते. मायक्रोजेट शरीरात प्रवेश करताना व्यावसायिक विमानापेक्षा जवळपास दुप्पट वेगाने शिरते. द्रव औषधाचा हा जेट प्रवाह त्वचेत प्रवेश करण्यापूर्वी सिरिंजच्या नोझलमधून जातो.
शॉक सिरिंज वापरून औषधे वितरित करण्याची संपूर्ण प्रक्रिया जलद आणि सौम्य आहे. बहुतेक रुग्णांना शरीरात काही गेल्याचे जाणवणारदेखील नाही, असे प्राध्यापक मिनेझिस यांनी स्पष्ट केले. ऊतींचे नुकसान कमी करण्यासाठी आणि सातत्यपूर्ण तसेच अचूक औषध वितरण सुनिश्चित करण्यासाठी, शॉक सिरिंजमधील दाबाचे सतत परीक्षण केले जाते आणि टिश्यू सिम्युलेंट (जसे की सिंथेटिक त्वचा) वर चाचणी केली जाते, असे हंकारे यांनी निदर्शनास आणून दिले. याव्यतिरिक्त, संशोधकांनी या सिरिंजचे नोझल केवळ १२५ मायक्रोन (मानवी केसांची साधारण रुंदी) ठेवले आहे. वेदना जाणवू नये हा त्यामागील मुख्य उद्देश आहे.
सिरिंजची उंदरांवर चाचणी
शॉक सिरिंज किती कार्यक्षमतेने औषध वितरीत करते हे तपासण्यासाठी संशोधकांनी तीन वेगवेगळ्या चाचण्या केल्या, ज्यात त्यांनी उंदरांना तीन वेगवेगळ्या प्रकारची औषधे दिली. संशोधकांनी उच्च-कार्यक्षमता लिक्विड क्रोमॅटोग्राफी (एचपीएलसी) पद्धतीचा वापर करून शरीरात औषध वितरण आणि शोषणावर लक्ष ठेवण्यासाठी रक्त आणि ऊतकांमधील औषधाची पातळी मोजली. चाचण्यांसाठी जेव्हा उंदरांच्या त्वचेतून ॲनेस्थेटिक (केटामाइन-झायलाझिन) इंजेक्ट केले गेले, तेव्हा शॉक सिरिंजच्या सुयाप्रमाणेच परिणाम झाला. दोन्ही प्रकरणांमध्ये ॲनेस्थेटिक प्रभाव इंजेक्शननंतर तीन ते पाच मिनिटांनी सुरू होतो आणि २० ते ३० मिनिटांपर्यंत टिकतो. त्यामुळे औषधांसाठी शॉक सिरिंजची उपयुक्तता आणि आवश्यकता सिद्ध होते. अँटीफंगल (टेरबिनाफाइन) सारख्या चिकट औषधांच्या फॉर्म्युलेशनसाठी, शॉक सिरिंजने नियमित सुयांपेक्षा प्रभावी कामगिरी केली.
उंदराच्या त्वचेच्या नमुन्यांवरून असे दिसून आले आहे की, शॉक सिरिंजने सुईच्या वितरणापेक्षा त्वचेच्या थरांमध्ये अधिक टेरबिनाफाइन जमा केले. मधुमेही उंदरांना जेव्हा इन्सुलिन दिले जात असे, तेव्हा संशोधकांनी असे पाहिले की, रक्तातील साखरेची पातळी प्रभावीपणे कमी होते. जेव्हा संशोधकांनी उंदरांवर ऊतींचे विश्लेषण केले तेव्हा असे दिसून आले की, शॉक सिरिंजमुळे उंदराच्या त्वचेला सिरिंजपेक्षा कमी नुकसान होते. शॉक सिरिंजमुळे जळजळ कमी होते. तसेच इंजेक्शनच्या ठिकाणी झालेली जखम अधिक जलद स्वरूपात भरून निघते.
हेही वाचा : ‘या’ देशातील पंतप्रधान निवासस्थान आहे पछाडलेले? ‘Haunted House’चे रहस्य काय?
भविष्यात याचा वापर कसा होणार?
शॉक सिरिंजच्या विकासामुळे लहान मुले आणि प्रौढ दोघांसाठी लसीकरण जलद आणि अधिक कार्यक्षम होऊ शकते, यामुळे चुकीच्या हाताळणीमुळे किंवा अयोग्य विल्हेवाट लावल्यामुळे सुईच्या जखमांमुळे होणारे रक्तजन्य रोग टाळू शकतात. शॉक सिरिंज अनेक ड्रग डिलिव्हरी शॉट्स (उदा. १००० पेक्षा जास्त शॉट्स टेस्ट केलेले) करण्यासाठी डिझाइन केले आहे. यामुळे नोझल बदलण्याचा खर्च कमी होऊ शकतो. मुख्य म्हणजे ज्या ठिकाणी वारंवार इंजेक्शनचा वापर करावा लागतो, त्या ठिकाणी हे संशोधन क्रांती घडवून आणणार आहे,” असे सुश्री हंकारे म्हणाल्या. संशोधनात असेही दिसून आले आहे की, इन्सुलिन इंजेक्शनमध्ये अधिक प्रभावी असते आणि त्वचेला कमी नुकसान करून औषध त्वचेत खोलवर पोहोचते.
आयआयटी बॉम्बेच्या संशोधकांनी प्रयोगशाळेतील उंदरांवर नियमित वापरातील सुई आणि शॉक सिरिंजद्वारे औषध वितरणाच्या परिणामकारकतेची तुलना केली. “सुया असलेल्या सिरिंज शरीराला अत्यंत तीक्ष्ण छिद्र पाडून शरीरात औषध सोडतात. परंतु, शॉक सिरिंज हाय एनर्जी वेवचा (शॉक वेव्ह) वारप करून ही वेव्ह ध्वनीच्या गतीपेक्षा जास्त वेगाने त्वचा भेदत शरीरात औषध सोडते. सोनिक बूमदरम्यान समान परिणाम होतो, जेव्हा एखादे विमान ध्वनीच्या वेगापेक्षा वेगाने उडते तेव्हा ते शॉक वेव्ह तयार करतात,” असे प्राध्यापक मिनेझीस यांनी स्पष्ट केले. काय आहे शॉक सिरिंज? ते कसे कार्य करते? या संशोधनाचा वैद्यकीय क्षेत्रात काय फायदा होणार? त्याविषयी जाणून घेऊ.
हेही वाचा : क्रेडिट कार्ड बिल न भरल्यास काय होणार? सर्वोच्च न्यायालयाच्या निर्णयात काय?
शॉक सिरिंज कसे कार्य करते?
प्राध्यापक मिनेझिस यांच्या प्रयोगशाळेत २०२१ च्या सुरुवातीला विकसित केलेल्या शॉक सिरिंजमध्ये तीन विभागांचा समावेश असलेली एक सूक्ष्म शॉक ट्यूब आहे. ड्रायव्हर, ड्रायव्हन आणि ड्रग होल्डर हे तीन विभाग औषध वितरणासाठी शॉकवेव्ह-चालित मायक्रोजेट तयार करण्यासाठी एकत्रितपणे कार्य करतात. प्रेशराइज्ड नायट्रोजन गॅस शॉक सिरिंजवर लागू केला जातो, जो सूक्ष्म शॉक ट्यूब भागाचा चालक विभाग आहे. औषधाचे मायक्रोजेट तयार करण्यासाठी ते द्रव औषधांनी भरलेले असते. मायक्रोजेट शरीरात प्रवेश करताना व्यावसायिक विमानापेक्षा जवळपास दुप्पट वेगाने शिरते. द्रव औषधाचा हा जेट प्रवाह त्वचेत प्रवेश करण्यापूर्वी सिरिंजच्या नोझलमधून जातो.
शॉक सिरिंज वापरून औषधे वितरित करण्याची संपूर्ण प्रक्रिया जलद आणि सौम्य आहे. बहुतेक रुग्णांना शरीरात काही गेल्याचे जाणवणारदेखील नाही, असे प्राध्यापक मिनेझिस यांनी स्पष्ट केले. ऊतींचे नुकसान कमी करण्यासाठी आणि सातत्यपूर्ण तसेच अचूक औषध वितरण सुनिश्चित करण्यासाठी, शॉक सिरिंजमधील दाबाचे सतत परीक्षण केले जाते आणि टिश्यू सिम्युलेंट (जसे की सिंथेटिक त्वचा) वर चाचणी केली जाते, असे हंकारे यांनी निदर्शनास आणून दिले. याव्यतिरिक्त, संशोधकांनी या सिरिंजचे नोझल केवळ १२५ मायक्रोन (मानवी केसांची साधारण रुंदी) ठेवले आहे. वेदना जाणवू नये हा त्यामागील मुख्य उद्देश आहे.
सिरिंजची उंदरांवर चाचणी
शॉक सिरिंज किती कार्यक्षमतेने औषध वितरीत करते हे तपासण्यासाठी संशोधकांनी तीन वेगवेगळ्या चाचण्या केल्या, ज्यात त्यांनी उंदरांना तीन वेगवेगळ्या प्रकारची औषधे दिली. संशोधकांनी उच्च-कार्यक्षमता लिक्विड क्रोमॅटोग्राफी (एचपीएलसी) पद्धतीचा वापर करून शरीरात औषध वितरण आणि शोषणावर लक्ष ठेवण्यासाठी रक्त आणि ऊतकांमधील औषधाची पातळी मोजली. चाचण्यांसाठी जेव्हा उंदरांच्या त्वचेतून ॲनेस्थेटिक (केटामाइन-झायलाझिन) इंजेक्ट केले गेले, तेव्हा शॉक सिरिंजच्या सुयाप्रमाणेच परिणाम झाला. दोन्ही प्रकरणांमध्ये ॲनेस्थेटिक प्रभाव इंजेक्शननंतर तीन ते पाच मिनिटांनी सुरू होतो आणि २० ते ३० मिनिटांपर्यंत टिकतो. त्यामुळे औषधांसाठी शॉक सिरिंजची उपयुक्तता आणि आवश्यकता सिद्ध होते. अँटीफंगल (टेरबिनाफाइन) सारख्या चिकट औषधांच्या फॉर्म्युलेशनसाठी, शॉक सिरिंजने नियमित सुयांपेक्षा प्रभावी कामगिरी केली.
उंदराच्या त्वचेच्या नमुन्यांवरून असे दिसून आले आहे की, शॉक सिरिंजने सुईच्या वितरणापेक्षा त्वचेच्या थरांमध्ये अधिक टेरबिनाफाइन जमा केले. मधुमेही उंदरांना जेव्हा इन्सुलिन दिले जात असे, तेव्हा संशोधकांनी असे पाहिले की, रक्तातील साखरेची पातळी प्रभावीपणे कमी होते. जेव्हा संशोधकांनी उंदरांवर ऊतींचे विश्लेषण केले तेव्हा असे दिसून आले की, शॉक सिरिंजमुळे उंदराच्या त्वचेला सिरिंजपेक्षा कमी नुकसान होते. शॉक सिरिंजमुळे जळजळ कमी होते. तसेच इंजेक्शनच्या ठिकाणी झालेली जखम अधिक जलद स्वरूपात भरून निघते.
हेही वाचा : ‘या’ देशातील पंतप्रधान निवासस्थान आहे पछाडलेले? ‘Haunted House’चे रहस्य काय?
भविष्यात याचा वापर कसा होणार?
शॉक सिरिंजच्या विकासामुळे लहान मुले आणि प्रौढ दोघांसाठी लसीकरण जलद आणि अधिक कार्यक्षम होऊ शकते, यामुळे चुकीच्या हाताळणीमुळे किंवा अयोग्य विल्हेवाट लावल्यामुळे सुईच्या जखमांमुळे होणारे रक्तजन्य रोग टाळू शकतात. शॉक सिरिंज अनेक ड्रग डिलिव्हरी शॉट्स (उदा. १००० पेक्षा जास्त शॉट्स टेस्ट केलेले) करण्यासाठी डिझाइन केले आहे. यामुळे नोझल बदलण्याचा खर्च कमी होऊ शकतो. मुख्य म्हणजे ज्या ठिकाणी वारंवार इंजेक्शनचा वापर करावा लागतो, त्या ठिकाणी हे संशोधन क्रांती घडवून आणणार आहे,” असे सुश्री हंकारे म्हणाल्या. संशोधनात असेही दिसून आले आहे की, इन्सुलिन इंजेक्शनमध्ये अधिक प्रभावी असते आणि त्वचेला कमी नुकसान करून औषध त्वचेत खोलवर पोहोचते.
