क्या आपको अब बाथरूम की ओर भागना चाहिए? या क्या आप इसे घर पहुंचने तक अपने पास रख सकते हैं? एक नया इम्प्लांट और संबंधित स्मार्टफोन ऐप किसी दिन समीकरण से अनुमान लगाने के काम को हटा सकता है।
नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने एक नया नरम, लचीला, बैटरी-मुक्त इम्प्लांट विकसित किया है जो मूत्राशय की दीवार से जुड़कर सेंस फिलिंग करता है। फिर, यह वायरलेस तरीके से -; और साथ ही -; डेटा को स्मार्टफोन ऐप पर प्रसारित करता है, ताकि उपयोगकर्ता वास्तविक समय में अपने मूत्राशय की परिपूर्णता की निगरानी कर सकें।
अध्ययन अगले सप्ताह में प्रकाशित किया जाएगा नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही (PNAS). यह बायोइलेक्ट्रॉनिक सेंसर का पहला उदाहरण है जो लंबे समय तक मूत्राशय के कार्य की निरंतर निगरानी करने में सक्षम बनाता है।
जबकि यह नया उपकरण औसत व्यक्ति के लिए अनावश्यक है, यह पक्षाघात, स्पाइना बिफिडा, मूत्राशय कैंसर या अंतिम चरण के मूत्राशय रोग वाले लोगों के लिए गेम-चेंजर हो सकता है -; जहां मूत्राशय की कार्यप्रणाली अक्सर ख़राब हो जाती है, और मूत्राशय पुनर्निर्माण सर्जरी की आवश्यकता हो सकती है। सेंसर प्रणाली चिकित्सकों को दूर से और लगातार अपने मरीजों की निगरानी करने में सक्षम बना सकती है ताकि उन्हें अधिक जानकारी मिल सके -; और तेज़ -; उपचार संबंधी निर्णय.
नॉर्थवेस्टर्न के गुइलेर्मो ए. अमीर, जिन्होंने इस कार्य का सह-नेतृत्व किया, ने कहा, "यदि सर्जरी से या स्पाइना बिफिडा जैसी बीमारी से मूत्राशय की नसें क्षतिग्रस्त हो जाती हैं, तो रोगी अक्सर संवेदना खो देता है और उसे पता नहीं चलता कि उसका मूत्राशय भरा हुआ है।" “मूत्राशय को खाली करने के लिए, उन्हें अक्सर कैथेटर का उपयोग करना पड़ता है, जो असुविधाजनक होता है और दर्दनाक संक्रमण का कारण बन सकता है। हम कैथेटर के उपयोग को समाप्त करना चाहते हैं और वर्तमान मूत्राशय कार्य निगरानी प्रक्रियाओं को बायपास करना चाहते हैं, जो अत्यधिक आक्रामक, बहुत अप्रिय हैं और इन्हें अस्पताल या क्लिनिकल सेटिंग में किया जाना चाहिए।
पुनर्योजी इंजीनियरिंग में एक विशेषज्ञ, अमीर नॉर्थवेस्टर्न के मैककॉर्मिक स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के डैनियल हेल विलियम्स प्रोफेसर और नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी फीनबर्ग स्कूल ऑफ मेडिसिन में सर्जरी के प्रोफेसर हैं। वह राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान द्वारा वित्त पोषित सेंटर फॉर एडवांस्ड रीजनरेटिव इंजीनियरिंग और प्रीडॉक्टोरल रीजनरेटिव इंजीनियरिंग ट्रेनिंग प्रोग्राम का भी निर्देशन करते हैं।
अमीर ने नॉर्थवेस्टर्न के जॉन ए. रोजर्स और अरुण शर्मा के साथ अध्ययन का सह-नेतृत्व किया। एक बायोइलेक्ट्रॉनिक्स अग्रणी, रोजर्स मैककॉर्मिक और फीनबर्ग में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग, बायोमेडिकल इंजीनियरिंग और न्यूरोलॉजिकल सर्जरी के लुईस सिम्पसन और किम्बर्ली क्वेरी प्रोफेसर हैं। वह बायोइलेक्ट्रॉनिक्स के लिए क्वेरी सिम्पसन इंस्टीट्यूट का निर्देशन भी करते हैं। शर्मा फीनबर्ग में यूरोलॉजी और मैककॉर्मिक में बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के रिसर्च एसोसिएट प्रोफेसर हैं। वह शिकागो के ऐन एंड रॉबर्ट एच. लुरी चिल्ड्रेन हॉस्पिटल में स्टेनली मैन चिल्ड्रन रिसर्च इंस्टीट्यूट में बाल चिकित्सा मूत्र संबंधी पुनर्योजी चिकित्सा के निदेशक भी हैं।
यह कैसे काम करता है और प्रारंभिक परिणाम
तंत्रिकाओं, मस्तिष्क या रीढ़ की हड्डी की समस्याओं के कारण लाखों अमेरिकी निष्क्रिय मूत्राशय से पीड़ित हैं। ये मुद्दे स्पाइना बिफिडा जैसे जन्मजात दोषों से उत्पन्न हो सकते हैं -; जहां एक व्यक्ति क्षतिग्रस्त रीढ़ के साथ पैदा होता है -; या जीवन के किसी भी मोड़ पर लगी दर्दनाक चोटें। जब इलाज नहीं किया जाता है, तो गंभीर मूत्राशय की शिथिलता नियमित संक्रमण और पेशाब की समस्याओं का कारण बन सकती है, जिससे अंततः गुर्दे की क्षति हो सकती है, जो पूरे शरीर को प्रभावित करती है। चिकित्सकों को अपने मरीजों की दूर से निगरानी करने में सक्षम बनाने से तेजी से हस्तक्षेप संभव हो सकता है।
मूत्राशय की निगरानी के लिए, नए उपकरण में कई सेंसर शामिल हैं, जो एक सरल पैरामीटर: तनाव को मापने के लिए एक साथ काम करते हैं। जैसे-जैसे मूत्राशय भरता है, यह फैलता जाता है। मूत्राशय जितना अधिक भरा होता है, उतना ही अधिक फैलता है। यह खिंचाव तनाव का संकेत देने के लिए इलास्टिक जैसे उपकरण को खींचता है। इसी तरह, जब मूत्राशय खाली हो जाता है, तो यह सिकुड़ जाता है, जिससे तनाव से राहत मिलती है। जैसे ही सेंसर तनाव के विभिन्न स्तरों का पता लगाते हैं, डिवाइस इस जानकारी को स्मार्टफोन या टैबलेट पर प्रसारित करने के लिए एम्बेडेड ब्लूटूथ तकनीक का उपयोग करता है।
यहां मुख्य प्रगति सुपर नरम, अल्ट्राथिन, स्ट्रेचेबल स्ट्रेन गेज के विकास में है जो प्राकृतिक भरने और खाली करने के व्यवहार पर कोई यांत्रिक बाधा डाले बिना, मूत्राशय की बाहरी सतह को धीरे से लपेट सकती है।
जॉन ए. रोजर्स, नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी
छोटे जानवरों के अध्ययन में, सिस्टम ने 30 दिनों तक मूत्राशय के भरने और खाली होने का वास्तविक समय में सफलतापूर्वक माप दिया। फिर, गैर-मानव प्राइमेट्स का उपयोग करते हुए एक अध्ययन में, सिस्टम ने आठ सप्ताह तक सफलतापूर्वक जानकारी प्रदान की। शोधकर्ताओं ने यह भी प्रदर्शित किया कि सेंसर बहुत कम मात्रा में मूत्र से तनाव का पता लगाने के लिए पर्याप्त संवेदनशील हैं।
अमीर ने कहा, "यह अपनी तरह का पहला काम है जिसे मानव उपयोग के लिए बढ़ाया गया है।" “हमने प्रौद्योगिकी के संभावित दीर्घकालिक कार्य का प्रदर्शन किया। उपयोग के मामले के आधार पर, हम शरीर के अंदर स्थायी रूप से रहने या रोगी के पूरी तरह से ठीक होने के बाद हानिरहित रूप से घुलने वाली तकनीक को डिज़ाइन कर सकते हैं।
मूत्राशय पुनर्जनन और कार्य बहाली
हालाँकि नई तकनीक अपने आप में उपयोगी है, अमीर इसे मूत्राशय के कामकाज की बहाली के लिए पूरी तरह से एकीकृत प्रणाली के एक घटक के रूप में देखता है।
पिछले महीने ही, अमीर और शर्मा ने एक बायोडिग्रेडेबल सिंथेटिक, लचीला "ब्लैडर पैच" पेश किया था, जिसे पीएनएएस नेक्सस में प्रकाशित किया गया था। रोगी की स्वयं की स्टेम कोशिकाओं से युक्त, साइट्रेट-आधारित "पैच" -; प्रो-रीजनरेटिव मचान (पीआरएस) के रूप में जाना जाता है -; सर्जन को आंतों के ऊतकों की कटाई की आवश्यकता के बिना मूत्राशय का पुनर्निर्माण या पुनर्निर्माण करने में सक्षम बनाता है, जो इस सर्जरी के लिए वर्तमान नैदानिक मानक है। "पैच", जो मूल मूत्राशय ऊतक के साथ फैलता और सिकुड़ता है, मूत्राशय कोशिकाओं के प्रवास और विकास का समर्थन करता है। फिर यह धीरे-धीरे घुल जाता है और अपने पीछे नया मूत्राशय ऊतक छोड़ जाता है। शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि दो साल के अध्ययन के दौरान नया ऊतक क्रियाशील रहा।
अमीर ने कहा, "हम मूत्राशय की कार्यप्रणाली को बहाल करने और सर्जरी के बाद रिकवरी प्रक्रिया की निगरानी के लिए इस नवीन वायरलेस मूत्राशय निगरानी तकनीक के साथ अपनी मूत्राशय पुनर्जनन तकनीक को एकीकृत करने के लिए काम कर रहे हैं।" “यह काम हमें स्मार्ट पुनर्योजी प्रणालियों की वास्तविकता के करीब लाता है, जो कि प्रत्यारोपित प्रो-पुनर्योजी उपकरण हैं जो अपने सूक्ष्म वातावरण की जांच करने में सक्षम हैं, शरीर के बाहर (रोगी, देखभाल करने वाले या निर्माता को) उन निष्कर्षों को वायरलेस तरीके से रिपोर्ट करते हैं और ऑन-डिमांड या प्रोग्राम को सक्षम करते हैं पाठ्यक्रम बदलने और डिवाइस के प्रदर्शन या सुरक्षा में सुधार के लिए प्रतिक्रियाएँ।
शर्मा ने कहा, "यह तकनीक एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करती है, क्योंकि वर्तमान में इन रोगियों के लिए कोई अन्य ऊतक इंजीनियरिंग-आधारित दृष्टिकोण उपलब्ध नहीं है।" "मुझे विश्वास है कि इससे कई रोगियों के जीवन की गुणवत्ता में सुधार करने में मदद मिलेगी जो अब आंतों के ऊतकों के उपयोग और इसकी असंख्य जटिलताओं से बचने में सक्षम होंगे।"
आगे: माँगने पर पेशाब करना
अमीर सिस्टम में नई कार्यक्षमताएँ बनाने के लिए रोजर्स और शर्मा के साथ काम करना जारी रखता है। वे वर्तमान में ऐसे तरीकों की खोज कर रहे हैं कि प्रत्यारोपण मांग पर पेशाब को प्रेरित करने के लिए मूत्राशय को उत्तेजित कर सके।
अमीर ने कहा, "फिलिंग की निगरानी के अलावा, ऐप मरीज को चेतावनी भेजने और फिर उन्हें निकटतम टॉयलेट के लिए स्थानों पर निर्देशित करने में सक्षम होगा।" "इसके अलावा, एक दिन, मरीज़ अपने स्मार्टफोन के माध्यम से, मांग पर, पेशाब शुरू करने में सक्षम होंगे।"
अमीर, शर्मा और रोजर्स सिम्पसन क्वेरी इंस्टीट्यूट फॉर बायोनैनोटेक्नोलॉजी के सदस्य हैं। अमीर और रोजर्स केमिस्ट्री ऑफ लाइफ प्रोसेसेज इंस्टीट्यूट और इंटरनेशनल इंस्टीट्यूट फॉर नैनोटेक्नोलॉजी के भी सदस्य हैं; और रोजर्स नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के रॉबर्ट एच. लूरी कॉम्प्रिहेंसिव कैंसर सेंटर के सदस्य हैं।
अध्ययन, "सर्जिकल रिकवरी के बाद मूत्राशय के कार्य की निगरानी के लिए एक वायरलेस, इम्प्लांटेबल बायोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम," नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ डायबिटीज एंड डाइजेस्टिव एंड किडनी डिजीज और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ बायोमेडिकल इमेजिंग एंड बायोइंजीनियरिंग द्वारा समर्थित था।
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- स्रोत: https://www.news-medical.net/news/20240326/New-battery-free-implant-allows-users-to-monitor-their-bladder-fullness-in-real-time.aspx
