বায়োকম্প্যাটিবল ফোকাসড আল্ট্রাসাউন্ড লক্ষ্যে ক্যান্সারের ওষুধ সরবরাহ করে – ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড

জৈবিক পরিবেশে রাসায়নিক বিক্রিয়ার রিমোট কন্ট্রোল চিকিৎসা অ্যাপ্লিকেশনের বিভিন্ন পরিসর সক্ষম করতে পারে। শরীরের লক্ষ্যে কেমোথেরাপির ওষুধ ছেড়ে দেওয়ার ক্ষমতা, উদাহরণস্বরূপ, এই বিষাক্ত যৌগগুলির সাথে সম্পর্কিত ক্ষতিকারক পার্শ্ব প্রতিক্রিয়াগুলিকে বাইপাস করতে সহায়তা করতে পারে। এই লক্ষ্য নিয়ে ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির গবেষকরা (ক্যালটেক) একটি সম্পূর্ণ নতুন ড্রাগ-ডেলিভারি সিস্টেম তৈরি করেছে যা আল্ট্রাসাউন্ড ব্যবহার করে ডায়াগনস্টিক বা থেরাপিউটিক যৌগগুলিকে সঠিকভাবে কখন এবং যেখানে তাদের প্রয়োজন হয় মুক্তি দিতে।

প্ল্যাটফর্ম, ল্যাবে উন্নত ম্যাক্সওয়েল রব এবং মিখাইল শাপিরো, মেকানোফোরস নামে পরিচিত বল-সংবেদনশীল অণুগুলির চারপাশে ভিত্তি করে যা শারীরিক বলের শিকার হলে রাসায়নিক পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায় এবং ছোট কার্গো অণুগুলি ছেড়ে দেয়। যান্ত্রিক উদ্দীপনা ফোকাসড আল্ট্রাসাউন্ড (FUS) এর মাধ্যমে প্রদান করা যেতে পারে, যা জৈবিক টিস্যুতে গভীরভাবে প্রবেশ করে এবং সাবমিলিমিটার নির্ভুলতার সাথে প্রয়োগ করা যেতে পারে। এই পদ্ধতির পূর্ববর্তী গবেষণায়, তবে উচ্চ শাব্দিক তীব্রতা প্রয়োজন যা উত্তাপ সৃষ্টি করে এবং কাছাকাছি টিস্যুর ক্ষতি করতে পারে।

কম - এবং নিরাপদ - আল্ট্রাসাউন্ড তীব্রতার ব্যবহার সক্ষম করার জন্য, গবেষকরা গ্যাস ভেসিকেল (GVs), বাতাসে ভরা প্রোটিন ন্যানোস্ট্রাকচারের দিকে মনোনিবেশ করেছেন যা আল্ট্রাসাউন্ড কনট্রাস্ট এজেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। তারা অনুমান করেছিল যে GVগুলি আল্ট্রাসাউন্ড শক্তিকে ফোকাস করার জন্য অ্যাকোস্টো-মেকানিক্যাল ট্রান্সডুসার হিসাবে কাজ করতে পারে: যখন FUS-এর সংস্পর্শে আসে, তখন GVগুলি মেকানোফোর সক্রিয় করার ফলে শক্তির সাথে ক্যাভিটেশনের মধ্য দিয়ে যায়।

"আল্ট্রাসাউন্ডের মাধ্যমে বল প্রয়োগ করা সাধারণত খুব তীব্র অবস্থার উপর নির্ভর করে যা ক্ষুদ্র দ্রবীভূত গ্যাস বুদবুদগুলির বিস্ফোরণকে ট্রিগার করে," সহ-প্রথম লেখক ব্যাখ্যা করেন মলি ম্যাকফ্যাডেন একটি প্রেস বিবৃতিতে. “তাদের পতন হল যান্ত্রিক শক্তির উৎস যা মেকানোফোরকে সক্রিয় করে। vesicles আল্ট্রাসাউন্ডের জন্য উচ্চতর সংবেদনশীলতা আছে. তাদের ব্যবহার করে, আমরা দেখতে পেলাম একই মেকানোফোর অ্যাক্টিভেশন অনেক দুর্বল আল্ট্রাসাউন্ডের অধীনে অর্জন করা যেতে পারে।"

তাদের ফলাফল রিপোর্ট ন্যাশনাল একাডেমী অফ সায়েন্সেসের প্রসিডিংস, গবেষকরা দেখান যে এই পদ্ধতিটি দূরবর্তীভাবে বায়োকম্প্যাটিবল এফইউএস ব্যবহার করে মেকানোফোর-ফাংশনাল পলিমার থেকে কার্গো অণুর মুক্তিকে ট্রিগার করতে পারে।

ড্রাগ ডেলিভারি উন্নয়ন

ম্যাকফ্যাডেন এবং সহকর্মীরা প্রথমে শারীরবৃত্তীয় অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য নিরাপদ আল্ট্রাসাউন্ড পরামিতিগুলি চিহ্নিত করেছিলেন। 330 kHz FUS-এর পরীক্ষায় 1.47% ডিউটি ​​চক্র (4.5 সাইকেল প্রতি পালস) সহ 3000 MPa পিক নেগেটিভ চাপের একটি জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ উপরের সীমা প্রকাশ করা হয়েছে, যার ফলে 3.6 ওয়াট/সেমি অ্যাকোস্টিক তীব্রতা². একটি টিস্যু-মিমিকিং জেল ফ্যান্টমে, এই পরামিতিগুলি সর্বোচ্চ তাপমাত্রা মাত্র 3.6 °C বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে।

গবেষকরা তারপর তদন্ত করেছেন যে FUS এই বায়োকম্প্যাটিবল প্যারামিটারগুলি ব্যবহার করে মেকানোফোর-ধারণকারী পলিমারগুলিকে সক্রিয় করতে পারে কিনা। তারা পলিমার পিএমএসইএ অধ্যয়ন করেছে যাতে একটি ফ্লুরোজেনিক ছোট অণুর সাথে লোড একটি চেইন-কেন্দ্রিক মেকানোফোর রয়েছে। GV-এর উপস্থিতিতে এই পলিমারের একটি পাতলা দ্রবণ বায়োকম্প্যাটিবল FUS-এ প্রকাশ করার ফলে ফ্লুরোসেন্স একটি শক্তিশালী বৃদ্ধি পেয়েছে, যা পেলোডের সফল মুক্তি নির্দেশ করে - FUS এক্সপোজারের 15 মিনিটের পরে প্রায় 10% মুক্তি। গুরুত্বপূর্ণভাবে, GVs ছাড়া FUS এক্সপোজার একটি ফ্লুরোজেনিক প্রতিক্রিয়া ট্রিগার করেনি, এটি নিশ্চিত করে যে GVs অ্যাকোস্টো-মেকানিক্যাল ট্রান্সডুসার হিসাবে একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে।

এরপরে, গবেষকরা পরীক্ষা করেছেন যে সিস্টেমটি যান্ত্রিকভাবে ট্রিগার করা ওষুধ মুক্তির জন্য উপযুক্ত কিনা। তারা কেমোথেরাপি এজেন্ট ক্যাম্পটোথেসিনকে মেকানোফোরের সাথে সংযুক্ত করে এবং পিএমএসইএ-সিপিটি তৈরি করতে পলিমারাইজেশন করে এবং নিয়ন্ত্রিত মুক্তি প্রদানের জন্য এফইউএস ব্যবহার করে। বায়োকম্প্যাটিবল এফইউএস প্লাস জিভিতে 10 মিনিটের এক্সপোজারের পরে, ক্যাম্পটোথেসিনের প্রায় 8% মুক্তি পায়। ফ্লুরোজেনিক অণুর জন্য পাওয়া গেছে, GV-এর অনুপস্থিতিতে কোনও ওষুধের মুক্তি পাওয়া যায়নি।

সহ-প্রথম লেখকের মতে ইউক্সিং ইয়াও, এই প্রথম যে FUS একটি জৈবিক সেটিং একটি নির্দিষ্ট রাসায়নিক বিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করতে প্রদর্শিত হয়েছে. "আগে আল্ট্রাসাউন্ড জিনিসগুলিকে ব্যাহত করতে বা জিনিসগুলি সরানোর জন্য ব্যবহার করা হয়েছে," ইয়াও বলেছেন। "কিন্তু এখন এটি মেকানকেমিস্ট্রি ব্যবহার করে আমাদের জন্য এই নতুন পথটি খুলছে।"

রোগীদের লক্ষ্যযুক্ত কেমোথেরাপির জন্য প্ল্যাটফর্মের ভবিষ্যত সম্ভাব্যতা মূল্যায়ন করতে, গবেষকরা এর সাইটোটক্সিসিটি তদন্ত করেছেন ভিট্রো লিম্ফোব্লাস্টের মতো রাজি কোষের উপর। PMSEA-CPT এর সাথে দুই দিনের জন্য ইনকিউবেট করা কোষগুলি পূর্বে FUS এবং GV-এর সংস্পর্শে এসে কার্যক্ষমতায় উল্লেখযোগ্য হ্রাস প্রদর্শন করেছিল। বিপরীতে, PMSEA-CPT এর সাথে ইনকিউব করা কোষগুলিতে কোনও উল্লেখযোগ্য সাইটোটক্সিসিটি দেখা যায়নি যেগুলি FUS বা PMSEA-CPT FUS-এর সংস্পর্শে আসেনি কিন্তু GVs ছাড়াই।

লাইট-ট্রিগারড ইমপ্লান্টেবল ডিভাইস প্রোগ্রামেবল ড্রাগ ডেলিভারি প্রদান করে

"জলীয় মিডিয়াতে পলিমার থেকে আণবিক পেলোডের যান্ত্রিকভাবে ট্রিগার করা মুক্তি পলিমার মেকানকেমিস্ট্রির অ-আক্রমণাত্মক বায়োইমেজিং এবং থেরাপিউটিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য এই পদ্ধতির শক্তিকে চিত্রিত করে," গবেষকরা লিখেছেন। "আরো বিস্তৃতভাবে, এই অধ্যয়নটি FUS দ্বারা প্রদত্ত স্প্যাটিওটেম্পোরাল নির্ভুলতা এবং টিস্যু অনুপ্রবেশের সাথে বায়োমেডিকেলি প্রাসঙ্গিক অবস্থার অধীনে নির্দিষ্ট রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলির দূরবর্তী নিয়ন্ত্রণ অর্জনের জন্য একটি পদ্ধতি প্রদর্শন করে।"

নিয়ন্ত্রিত পরীক্ষাগার অবস্থার অধীনে এই প্রাথমিক পরীক্ষাগুলি অনুসরণ করে, গবেষকরা এখন জীবন্ত প্রাণীর মধ্যে তাদের প্ল্যাটফর্ম পরীক্ষা করার পরিকল্পনা করছেন। “আমরা এই মৌলিক আবিষ্কারকে অনুবাদ করার জন্য কাজ করছি ভিভোতে ড্রাগ ডেলিভারি এবং অন্যান্য বায়োমেডিকেল প্রযুক্তির জন্য অ্যাপ্লিকেশন," রব বলে ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/biocompatible-focused-ultrasound-delivers-cancer-drugs-on-target/