शोधकर्ताओं ने क्रायोप्रिजर्व्ड टिशू को तेजी से डीफ्रॉस्ट करने की तकनीक विकसित की है

कुछ विज्ञान कथाएँ लंबी दूरी पर अंतरिक्ष में यात्रा करने की संभावनाओं में से एक का उल्लेख करती हैं। वे "टाइम ट्रैवल" के लिए एक समान विधि का उपयोग करने का सुझाव देते हैं: एक व्यक्ति जमे हुए है, और एक निश्चित समय के बाद सिस्टम डिफ्रॉस्ट करना शुरू कर देता है, और "यात्री" दूर (या ऐसा नहीं) भविष्य में उठता है। वास्तविकता में एक समान "नींद" प्रणाली है - कुछ कंपनियां क्रायोप्रिजर्वेशन प्रक्रिया से गुजरने के लिए निराशाजनक रूप से बीमार लोगों की पेशकश करती हैं ताकि भविष्य में, जब वैज्ञानिकों को एक बार असाध्य रोगों के इलाज के लिए एक रास्ता मिल जाए, तो एक व्यक्ति को थका हुआ और ठीक हो जाता है।

दुर्भाग्य से, साइंस फिक्शन अभी भी साइंस फिक्शन बना हुआ है, और जिन लोगों ने इन कंपनियों की सेवाओं का उपयोग किया था, उन्हें पिघलना और ठीक होने की संभावना नहीं है - बहुत अधिक नुकसान फ्रीजिंग के दौरान ऊतक कोशिकाओं को होता है, और इससे भी अधिक - रिवर्स प्रक्रिया के दौरान, हीटिंग। आधुनिक विशेषज्ञों के लिए, समस्या क्रायोप्रेज़र्वेशन नहीं है, बल्कि डीफ्रॉस्टिंग है। फिर भी, यह अब तकनीक के बारे में ज्ञात हो गया है जो आपको कोशिका संरचना को नुकसान पहुंचाए बिना ऊतक के बड़े टुकड़ों को पिघलाने की अनुमति देता है। यह, ज़ाहिर है, एक दूर के तारे के लिए एक यात्री के लिए क्रायोसन नहीं है, लेकिन आधुनिक चिकित्सा के लिए एक बढ़िया विकल्प है। यह विधि लंबे समय तक प्रत्यारोपण के लिए अंगों को संग्रहीत करना संभव बनाती है।

सामान्य तौर पर, क्रायोप्रेजर्वेशन स्वयं कोई नई विधि नहीं है। काफी समय पहले, सेल संस्कृतियों, ऊतकों और तथाकथित भ्रूण के क्रायोप्रेज़र्वेशन के तरीके विकसित किए गए हैं और सफलतापूर्वक लागू किए गए हैं। लेकिन हाल तक, व्यक्तिगत अंगों के "गहरी ठंड" के विश्वसनीय तरीके मौजूद नहीं थे। जमे हुए और फिर सफलतापूर्वक पिघले अंगों के प्रत्यारोपण के कुछ ही मामले हैं, क्योंकि आमतौर पर यह एक जमे हुए अंग में रहने वाले ऊतक के कुछ वर्गों को संरक्षित करने का मामला है जो एक विदेशी जीव में जड़ लेते हैं और धीरे-धीरे अंग की कार्यक्षमता को बहाल करते हैं।

क्रायोप्रेज़र्वेशन ऑपरेटिंग तापमान -196 ° C के क्रम के होते हैं। जीवित ऊतक के साथ कैप्सूल तरल नाइट्रोजन में रखे जाते हैं, जो आपको कोशिकाओं को पर्यावरण के साथ चयापचय और ऊर्जा सहित कोशिकाओं में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को पूरी तरह से रोकने की अनुमति देता है। आदर्श रूप से, एक जमे हुए ऊतक बहुत लंबे समय तक रह सकता है, और यदि नमूना मात्रा में छोटा है, तो इसे बहाल किया जा सकता है।

अमेरिका के मिनेसोटा के वैज्ञानिकों की एक टीम का काम प्रत्यारोपण के दायरे को बदलने का वादा करता है। विशेषज्ञों ने एक नई तकनीक के विकास की घोषणा की जो कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाए बिना ऊतक और अंग के नमूने (भविष्य में) को जमने देती है। "पहली बार, कोई व्यक्ति जैविक प्रणालियों के लिए क्रायोप्रेज़र्वेशन विधि को स्केल करने में सक्षम था, जो इसे नुकसान पहुंचाए बिना संग्रहीत ऊतक के सफल त्वरित डीफ़्रॉस्टिंग दिखा रहा है," मिनेसोटा विश्वविद्यालय के एक विशेषज्ञ जॉन बिस्चॉफ़ ने कहा ।

डीफ़्रॉस्टिंग ऊतकों के लिए सामान्य मामले में उपयोग किए जाने वाले संवहन का उपयोग करने के बजाय, परियोजना के लेखकों ने सभी क्षेत्रों के तापमान में समान वृद्धि के साथ, ऊतकों को गर्म करने के लिए नैनोकणों का उपयोग किया। इसके अलावा, डीफ्रॉस्टिंग के दौरान तापमान में वृद्धि बहुत तेज होती है - प्रति मिनट सौ डिग्री से अधिक। नतीजतन, बर्फ के क्रिस्टल नहीं बनते हैं, जो कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाते हैं।


स्रोत: मनुचेर्बाड़ी एट अल।, साइंस ट्रांसलेशनल मेडिसिन (2017)

इसके लिए, सिलिका के साथ लेपित लौह ऑक्साइड नैनोकणों का उपयोग किया जाता है। उन्हें एक प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके गर्म किया जाता है। अब तक, इस तरह से संग्रहीत ऊतक तत्वों की मात्राएं छोटी हैं - 1 से 50 मिलीलीटर तक। प्रयोगों में, लेखक एक प्रयोगात्मक और नियंत्रण समूह में नमूनों को विभाजित करके अपनी तकनीक का परीक्षण करते हैं। जमे हुए ऊतकों का प्रयोगात्मक समूह ऊपर वर्णित के रूप में गरम किया जाता है। नियंत्रण - सामान्य तरीके से, संवहन का उपयोग करके। वैज्ञानिकों ने पहले ही कई प्रयोग किए हैं, लेकिन नियंत्रण समूह के नमूनों के विपरीत, प्रयोगात्मक समूह के नमूने कभी भी प्रभावित नहीं हुए हैं।


बाईं ओर एक नई तकनीक का उपयोग करके ऊतक को पिघलाया जाता है। दाईं ओर, लाल रेखा के बाद, कपड़े को पारंपरिक तरीके से पिघलाया जाता है। स्रोत: मनुचेर्बाड़ी एट अल।, साइंस ट्रांसलेशनल मेडिसिन (2017)

सामान्य तापमान शासन की बहाली के बाद, वैज्ञानिकों ने लीचिंग करके नैनोपार्टिकल्स को नमूने से हटा दिया।

80 मिलीलीटर की मात्रा के साथ एक सिस्टम को गर्म करते समय तकनीक का भी परीक्षण किया गया था, हालांकि, इस बार ऊतक के बिना। लेकिन, जैसा कि यह पता चला है, हीटिंग की दर छोटी प्रणालियों के मामले में समान है, जिसे प्रौद्योगिकी के स्केलेबिलिटी के प्रमाणों में से एक माना जा सकता है। "संक्षेप में, नैनोवायरिंग 1 मिलीलीटर, 50 मिलीलीटर की मात्रा के साथ नमूनों के साथ काम करता है और 80 मिलीलीटर सिस्टम के लिए बढ़ाया जा सकता है," लेखकों का कहना है । वैज्ञानिकों के अनुसार, भविष्य में, नैनोकणों का उपयोग करके हीटिंग को 1 लीटर या उससे अधिक तक बहुत अधिक मात्रा के नमूनों पर लागू किया जा सकता है।


इस मामले में, नैनोकणों को इंजेक्शन द्वारा ऊतकों और अंगों के नमूनों में इंजेक्ट करना होगा। टीम ने अभी तक बड़े नमूनों के लिए अपनी कार्यप्रणाली की कोशिश नहीं की है, हालांकि निकट भविष्य में ऐसा करने की योजना है।

जब जीवित ऊतक जमने वाले मुख्य हानिकारक कारक इंट्रासेल्युलर बर्फ और सेल निर्जलीकरण के गठन होते हैं। यदि कूलिंग को उच्च गति पर किया जाता है, तो सेल के अंदर बर्फ के क्रिस्टल बन जाते हैं। और यह बदले में, गोल्गी तंत्र, माइटोकॉन्ड्रिया, एंडोप्लाज़मिक रेटिकुलम, लाइसोसोम, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के रूप में ऐसी संरचनाओं की आंतरिक मात्रा में वृद्धि करता है। निर्जलीकरण के लिए, ठंडा होने पर, सेल लगभग 80-90% पानी खो देता है, जो कि मैक्रोमोलेक्यूल के साथ हाइड्रेटेड परिसरों के विनाश की ओर जाता है, जिसके बाद पिघली हुई कोशिका सामान्य रूप से कार्य नहीं कर सकती है।

अब वैज्ञानिकों ने सीखा है कि बिना नुकसान के ऊतक के नमूनों को कैसे फ्रीज़ किया जाए। लेकिन डीफ्रॉस्टिंग एक ऐसी समस्या है जिससे कई देशों के वैज्ञानिक निपट रहे हैं। यदि यह समस्या हल हो सकती है, तो चिकित्सक लंबे समय तक जमे हुए अंगों और ऊतकों को जमा करने में सक्षम होंगे।