मानव जाति के विकास के बाद की औद्योगिक दर, अर्थात् विज्ञान और प्रौद्योगिकी, इतनी महान हैं कि 100 साल पहले उनकी कल्पना भी नहीं की जा सकती थी। जो केवल लोकप्रिय विज्ञान कथाओं में पढ़ा जाता था वह अब वास्तविक दुनिया में दिखाई देने लगा है।
21वीं सदी में चिकित्सा के विकास का स्तर पहले से कहीं अधिक है। जिन बीमारियों को पहले घातक माना जाता था, उनका आज सफलतापूर्वक इलाज किया जा रहा है। हालांकि, ऑन्कोलॉजी, एड्स और कई अन्य बीमारियों की समस्याएं अभी तक हल नहीं हुई हैं। सौभाग्य से, निकट भविष्य में इन समस्याओं का समाधान होगा, जिनमें से एक मानव अंगों की खेती होगी।
बायोइंजीनियरिंग की मूल बातें
विज्ञान, जीव विज्ञान के सूचनात्मक आधार का उपयोग करते हुए और इसकी समस्याओं को हल करने के लिए विश्लेषणात्मक और सिंथेटिक तरीकों का उपयोग करते हुए, बहुत पहले नहीं हुआ था। पारंपरिक इंजीनियरिंग के विपरीत, जो अपनी गतिविधियों के लिए तकनीकी विज्ञान, ज्यादातर गणित और भौतिकी का उपयोग करता है, बायोइंजीनियरिंग आगे बढ़ जाती है और आणविक जीव विज्ञान के रूप में नवीन विधियों का उपयोग करती है।
नवनिर्मित वैज्ञानिक और तकनीकी क्षेत्र के मुख्य कार्यों में से एक रोगी के शरीर में उनके आगे प्रत्यारोपण के उद्देश्य से प्रयोगशाला में कृत्रिम अंगों की खेती है जिसका अंग क्षति या गिरावट के कारण विफल हो गया है। त्रि-आयामी सेलुलर संरचनाओं के आधार पर, वैज्ञानिक मानव अंगों की गतिविधि पर विभिन्न रोगों और वायरस के प्रभाव के अध्ययन में आगे बढ़ने में सक्षम हैं।
दुर्भाग्य से, अब तक ये पूर्ण विकसित अंग नहीं हैं, बल्कि केवल अंग हैं - रुडिमेंट्स, कोशिकाओं और ऊतकों का एक अधूरा संग्रह जिसे केवल प्रयोगात्मक नमूनों के रूप में उपयोग किया जा सकता है। उनके प्रदर्शन और रहने की क्षमता का परीक्षण प्रायोगिक जानवरों पर किया जाता है, मुख्य रूप से विभिन्न कृन्तकों पर।
ऐतिहासिक संदर्भ। प्रत्यारोपण
एक विज्ञान के रूप में बायोइंजीनियरिंग का विकास जीव विज्ञान और अन्य विज्ञानों के विकास की लंबी अवधि से पहले हुआ था, जिसका उद्देश्य मानव शरीर का अध्ययन करना था। 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, प्रत्यारोपण ने इसके विकास को गति दी, जिसका कार्य एक दाता अंग को दूसरे व्यक्ति में प्रत्यारोपण की संभावना का अध्ययन करना था। कुछ समय के लिए दाता अंगों को संरक्षित करने में सक्षम तकनीकों का निर्माण, साथ ही अनुभव की उपलब्धता और प्रत्यारोपण के लिए विस्तृत योजनाओं ने दुनिया भर के सर्जनों को 60 के दशक के अंत में हृदय, फेफड़े, गुर्दे जैसे अंगों को सफलतापूर्वक प्रत्यारोपण करने की अनुमति दी।
फिलहाल, मरीज के नश्वर खतरे में होने की स्थिति में प्रत्यारोपण का सिद्धांत सबसे प्रभावी है। मुख्य समस्या दाता अंगों की तीव्र कमी है। रोगी हो सकता हैवर्षों तक अपनी बारी का इंतजार किए बिना उसका इंतजार करना। इसके अलावा, एक उच्च जोखिम है कि प्रत्यारोपित दाता अंग प्राप्तकर्ता के शरीर में जड़ नहीं ले सकता है, क्योंकि इसे रोगी की प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा एक विदेशी वस्तु के रूप में माना जाएगा। इस घटना के विरोध में, इम्यूनोसप्रेसेन्ट्स का आविष्कार किया गया, जो, हालांकि, इलाज के बजाय अपंग है - मानव प्रतिरक्षा भयावह रूप से कमजोर हो रही है।
प्रत्यारोपण पर कृत्रिम निर्माण के लाभ
बढ़ते अंगों की विधि और दाता से उनके प्रत्यारोपण के बीच मुख्य प्रतिस्पर्धी अंतरों में से एक यह है कि प्रयोगशाला में, अंगों का उत्पादन भविष्य के प्राप्तकर्ता के ऊतकों और कोशिकाओं के आधार पर किया जा सकता है। मूल रूप से, स्टेम सेल का उपयोग किया जाता है, जो कुछ ऊतकों की कोशिकाओं में अंतर करने की क्षमता रखते हैं। वैज्ञानिक इस प्रक्रिया को बाहर से नियंत्रित करने में सक्षम है, जिससे मानव प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा भविष्य में अंग की अस्वीकृति का जोखिम काफी कम हो जाता है।
इसके अलावा, कृत्रिम अंगों की खेती की विधि असीमित संख्या में पैदा कर सकती है, जिससे लाखों लोगों की महत्वपूर्ण जरूरतों को पूरा किया जा सकता है। बड़े पैमाने पर उत्पादन का सिद्धांत अंगों की कीमत को काफी कम कर देगा, लाखों लोगों की जान बचाएगा और मानव अस्तित्व में काफी वृद्धि करेगा और जैविक मृत्यु की तारीख को पीछे धकेल देगा।
बायोइंजीनियरिंग में उपलब्धियां
आज, वैज्ञानिक भविष्य के अंगों - ऑर्गेनेल के मूल सिद्धांतों को विकसित करने में सक्षम हैं, जिस पर प्रक्रिया का पता लगाने के लिए विभिन्न रोगों, वायरस और संक्रमणों का परीक्षण किया जाता है।संक्रमण और काउंटरमेशर्स विकसित करना। जीवों के कामकाज की सफलता को जानवरों के शरीर में प्रत्यारोपित करके जाँच की जाती है: खरगोश, चूहे।
यह भी ध्यान देने योग्य है कि बायोइंजीनियरिंग ने पूर्ण विकसित ऊतकों को बनाने में और यहां तक कि स्टेम सेल से अंगों को विकसित करने में कुछ सफलता हासिल की है, जो दुर्भाग्य से, उनकी अक्षमता के कारण किसी व्यक्ति को अभी तक प्रत्यारोपित नहीं किया जा सकता है। हालांकि, फिलहाल, वैज्ञानिकों ने कार्टिलेज, रक्त वाहिकाओं और अन्य कनेक्टिंग तत्वों को कृत्रिम रूप से बनाना सीख लिया है।
त्वचा और हड्डियाँ
बहुत पहले नहीं, कोलंबिया विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने खोपड़ी के आधार से जोड़ने वाले निचले जबड़े के जोड़ की संरचना के समान एक हड्डी का टुकड़ा बनाने में सफलता प्राप्त की। अंगों की खेती के रूप में, स्टेम कोशिकाओं के उपयोग के माध्यम से टुकड़ा प्राप्त किया गया था। थोड़ी देर बाद, इज़राइली कंपनी बोनस बायोग्रुप ने मानव हड्डी को फिर से बनाने की एक नई विधि का आविष्कार करने में कामयाबी हासिल की, जिसका एक कृंतक पर सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया था - एक कृत्रिम रूप से विकसित हड्डी को उसके एक पंजे में प्रत्यारोपित किया गया था। इस मामले में, फिर से, स्टेम सेल का उपयोग किया गया था, केवल वे रोगी के वसा ऊतक से प्राप्त किए गए थे और बाद में जेल की तरह हड्डी के फ्रेम पर रखे गए थे।
2000 के दशक से, डॉक्टर जलने के इलाज के लिए विशेष हाइड्रोजेल और क्षतिग्रस्त त्वचा के प्राकृतिक पुनर्जनन के तरीकों का उपयोग कर रहे हैं। आधुनिक प्रायोगिक तकनीकों से गंभीर जलन को कुछ ही दिनों में ठीक करना संभव हो जाता है। तथाकथित स्किन गन स्प्रेक्षतिग्रस्त सतह पर रोगी की स्टेम कोशिकाओं के साथ एक विशेष मिश्रण। रक्त और लसीका वाहिकाओं के साथ स्थिर कार्यशील त्वचा बनाने में भी प्रमुख प्रगति हुई है।
कोशिकाओं से अंगों का बढ़ना
हाल ही में, मिशिगन के वैज्ञानिकों ने मांसपेशियों के ऊतकों के प्रयोगशाला भाग में विकसित होने में कामयाबी हासिल की, जो कि मूल रूप से आधा कमजोर है। इसी तरह, ओहियो में वैज्ञानिकों ने त्रि-आयामी पेट के ऊतकों का निर्माण किया जो पाचन के लिए आवश्यक सभी एंजाइमों का उत्पादन करने में सक्षम थे।
जापानी वैज्ञानिकों ने लगभग असंभव को पूरा कर लिया है - पूरी तरह से काम करने वाली मानव आंख विकसित की है। प्रत्यारोपण के साथ समस्या यह है कि आंख की ऑप्टिक तंत्रिका को मस्तिष्क से जोड़ना अभी संभव नहीं है। टेक्सास में, बायोरिएक्टर में कृत्रिम रूप से फेफड़े विकसित करना भी संभव था, लेकिन रक्त वाहिकाओं के बिना, जो उनके प्रदर्शन पर संदेह करता है।
विकास की संभावनाएं
इतिहास में वह क्षण बहुत पहले नहीं होगा जब किसी व्यक्ति को कृत्रिम परिस्थितियों में बनाए गए अधिकांश अंगों और ऊतकों का प्रत्यारोपण किया जा सकता है। पहले से ही, दुनिया भर के वैज्ञानिकों ने परियोजनाएं, प्रयोगात्मक नमूने विकसित किए हैं, जिनमें से कुछ मूल से नीच नहीं हैं। त्वचा, दांत, हड्डियां, सभी आंतरिक अंग कुछ समय बाद प्रयोगशालाओं में बनाए जा सकते हैं और जरूरतमंद लोगों को बेचे जा सकते हैं।
नई तकनीकें भी बायोइंजीनियरिंग के विकास में तेजी ला रही हैं। 3डी प्रिंटिंग, जो मानव जीवन के कई क्षेत्रों में व्यापक हो गई है, उपयोगी होगीनए अंगों के विकास के भाग के रूप में। 2006 से 3डी बायोप्रिंटर का प्रयोग प्रयोगात्मक रूप से किया जा रहा है, और भविष्य में वे सेल कल्चर को बायोकम्पैटिबल आधार पर स्थानांतरित करके जैविक अंगों के 3डी काम करने योग्य मॉडल बनाने में सक्षम होंगे।
सामान्य निष्कर्ष
एक विज्ञान के रूप में बायोइंजीनियरिंग, जिसका उद्देश्य आगे के प्रत्यारोपण के लिए ऊतकों और अंगों की खेती है, का जन्म बहुत पहले नहीं हुआ था। जिस तेजी से वह प्रगति कर रही है, वह महत्वपूर्ण उपलब्धियों से चिह्नित है जो भविष्य में लाखों लोगों की जान बचाएगी।
स्टेम-सेल-विकसित हड्डियाँ और आंतरिक अंग दाता अंगों की आवश्यकता को समाप्त कर देंगे, जो पहले से ही कम आपूर्ति में हैं। पहले से ही, वैज्ञानिकों के पास बहुत सारे विकास हैं, जिनके परिणाम अभी बहुत उत्पादक नहीं हैं, लेकिन उनमें काफी संभावनाएं हैं।
