वैज्ञानिकों ने बनाया ‘लिविंग’ इलेक्ट्रॉनिक सेंसर

एक महत्वपूर्ण प्रगति में जो तंत्रिका निगरानी के क्षेत्र को बदल सकती है, शोधकर्ताओं ने एक बायोइलेक्ट्रॉनिक प्रत्यारोपण विकसित किया है जो जीवित ऊतकों के साथ बढ़ता है और अनुकूलित होता है – एक उपलब्धि जो लंबे समय से चिकित्सा उपकरण डेवलपर्स से दूर रही है।

अभूतपूर्व तकनीक का हाल ही में अनावरण किया गया प्रकृति संचार अध्ययन, चिकित्सा उपकरणों के मानव शरीर के साथ संपर्क करने के तरीके में एक बुनियादी बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है। पारंपरिक कठोर सिलिकॉन-आधारित प्रत्यारोपणों के विपरीत, यह नया सेंसर नरम, कार्बनिक पदार्थों का उपयोग करता है जो शरीर के प्राकृतिक वातावरण से अधिक निकटता से मेल खाते हैं।

“हमारे नवाचार के लिए, हमने कार्बनिक पॉलिमर सामग्रियों का उपयोग किया जो स्वाभाविक रूप से जैविक रूप से हमारे करीब हैं, और हमने इसे आयनों के साथ बातचीत करने के लिए डिज़ाइन किया है, क्योंकि मस्तिष्क और शरीर की भाषा आयनिक है, इलेक्ट्रॉनिक नहीं,” डॉ. डायोन खोडाघोली, हेनरी सैमुअली बताते हैं यूसी इरविन के इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और कंप्यूटर विज्ञान विभाग में संकाय उत्कृष्टता प्रोफेसर।

यह विकास चिकित्सा उपकरण प्रौद्योगिकी में लंबे समय से चली आ रही चुनौती का समाधान करता है। जबकि उन्नत इलेक्ट्रॉनिक्स ने हाल के दशकों में उल्लेखनीय प्रगति की है, मानव शरीर विज्ञान के साथ उनकी मौलिक असंगति ने चिकित्सा अनुप्रयोगों में उनकी क्षमता को सीमित कर दिया है। पारंपरिक प्रत्यारोपण, जो आमतौर पर कठोर सिलिकॉन से बने होते हैं, ऊतक क्षति का कारण बन सकते हैं और अक्सर बढ़ते या गतिशील अंगों के साथ लगातार संपर्क बनाए रखने में विफल होते हैं।

एक एकल सामग्री समाधान

अनुसंधान टीम का नवाचार ट्रांजिस्टर डिजाइन के लिए उनके नए दृष्टिकोण में निहित है। अलग-अलग सिग्नल प्रकारों को ध्यान में रखते हुए विभिन्न सामग्रियों का उपयोग करने के बजाय – एक सामान्य अभ्यास जो विषाक्तता के जोखिम को बढ़ाता है – उन्होंने एक असममित डिजाइन विकसित किया जो एकल, जैव-संगत सामग्री का उपयोग करके संचालन को सक्षम बनाता है।

अध्ययन के पहले लेखक और यूसी इरविन के विजिटिंग स्कॉलर डंकन विस्निव्स्की कार्य सिद्धांत का वर्णन करते हैं: “एक ट्रांजिस्टर एक साधारण वाल्व की तरह होता है जो करंट के प्रवाह को नियंत्रित करता है। असममित संपर्कों वाले उपकरणों को डिज़ाइन करके, हम चैनल में डोपिंग स्थान को नियंत्रित कर सकते हैं और फोकस को नकारात्मक क्षमता से सकारात्मक क्षमता पर स्विच कर सकते हैं।

डिज़ाइन में इस सरलीकरण के दूरगामी प्रभाव हैं। प्रौद्योगिकी को बड़े पैमाने पर निर्मित किया जा सकता है और संभावित रूप से इसके प्रारंभिक न्यूरोलॉजिकल फोकस से परे विभिन्न जैविक निगरानी अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।

बाल चिकित्सा अनुप्रयोग वादा दिखाते हैं

नई तकनीक के सबसे आशाजनक पहलुओं में से एक बाल चिकित्सा पर इसका संभावित प्रभाव है। ऑरेंज काउंटी के चिल्ड्रेन हॉस्पिटल में यूसी इरविन के एसोसिएट प्रोफेसर और चिकित्सक डॉ. जेनिफर गेलिनास, बढ़ते ऊतकों के अनुकूल होने की डिवाइस की अद्वितीय क्षमता पर जोर देते हैं – बाल चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण विशेषता।

प्रौद्योगिकी ने पहले ही प्रयोगशाला परीक्षण में सफलता प्रदर्शित की है, जहां इसने जीव के विकास के दौरान बदलती ऊतक संरचनाओं के अनुरूप कार्यक्षमता बनाए रखी है। यह अनुकूलनशीलता पारंपरिक कठोर प्रत्यारोपणों के बिल्कुल विपरीत है, जो आम तौर पर विकासात्मक परिवर्तनों को समायोजित करने में विफल होते हैं।

भविष्य के निहितार्थ

इस तकनीक के निहितार्थ इसके तात्कालिक न्यूरोलॉजिकल अनुप्रयोगों से कहीं आगे तक फैले हुए हैं। शोधकर्ताओं का सुझाव है कि उनका नवाचार नई पीढ़ी के चिकित्सा उपकरणों के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकता है जो मानव शरीर के साथ अधिक स्वाभाविक रूप से एकीकृत हो सकते हैं।

खोडाघोली कहते हैं, “हमने मजबूत पूरक, एकीकृत सर्किट बनाने की अपनी क्षमता का प्रदर्शन किया है जो उच्च गुणवत्ता वाले अधिग्रहण और जैविक संकेतों के प्रसंस्करण में सक्षम हैं।” उन्होंने कहा कि ये उपकरण “बायोइलेक्ट्रॉनिक्स के अनुप्रयोग को उन उपकरणों के लिए काफी हद तक व्यापक बना देंगे जो पारंपरिक रूप से भारी पर निर्भर हैं।” , गैर-जैव संगत घटक।

राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान और राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा समर्थित अनुसंधान, यूसी इरविन और कोलंबिया विश्वविद्यालय के बीच एक सहयोगात्मक प्रयास का प्रतिनिधित्व करता है। जैसे-जैसे चिकित्सा उपकरण प्रौद्योगिकी का विकास जारी है, यह सफलता अधिक प्रभावी, कम आक्रामक चिकित्सा निगरानी और उपचार विकल्पों की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम हो सकती है।