গ্যাস্ট্রোইনটেস্টাইনাল ট্র্যাক্টের জন্য নিউরোপ্রোস্থেসিস: পেরিস্টালসিস পুনরুদ্ধার করে এবং "তৃপ্তি হরমোন" চালু করে

গ্যাস্ট্রোইনটেস্টাইনাল (অন্ননালী এবং পাকস্থলী) গতিশীলতা ব্যাধি - অ্যাকালাসিয়া, গ্যাস্ট্রোপেরেসিস, ডিসফ্যাগিয়া ইত্যাদি - জনসংখ্যার ২০% এরও বেশিকে প্রভাবিত করে এবং উল্লেখযোগ্য অসুস্থতা এবং ব্যয়ের কারণ হয়। স্ট্যান্ডার্ড পদ্ধতি - ওষুধ, আচরণগত হস্তক্ষেপ এবং অস্ত্রোপচার - প্রায়শই সীমিত কার্যকারিতা রাখে এবং সমন্বিত পেরিস্টালসিস পুনরুদ্ধার করে না।

• বিদ্যমান ডিভাইসগুলি কেন সমস্যার সমাধান করে না। ১৯৬০ সাল থেকে গ্যাস্ট্রোইনটেস্টাইনাল ট্র্যাক্টের বৈদ্যুতিক উদ্দীপনা নিয়ে গবেষণা করা হচ্ছে, কিন্তু ক্লিনিক্যালি অনুমোদিত ইমপ্লান্ট (যেমন, গ্যাস্ট্রোপেরেসিসের জন্য এন্টেরা, স্থূলতার জন্য VBLOC ভ্যাজাল স্টিমুলেটর, মল অসংযমের জন্য ইন্টারস্টিম স্যাক্রাল স্টিমুলেশন) মূলত একটি খোলা লুপে কাজ করে এবং প্রায়শই গ্যাস্ট্রিক খালি করার উপর অসামঞ্জস্যপূর্ণ প্রভাব ফেলে। কারণ হল ধ্রুবক পরামিতি সহ এক বা একাধিক বর্তমান উৎস প্রাকৃতিক পেরিস্টালসিসের স্প্যাসিওটেম্পোরাল জটিলতা পুনরুত্পাদন করে না।
• শারীরবৃত্ত যা "অনুকরণ" করতে হবে। পেরিস্টালসিস হল একটি বদ্ধ চক্র: সংবেদনশীল সংকেত (প্রসারণ, তাপমাত্রা, রাসায়নিক উদ্দীপনা) → মাইন্টেরিক প্লেক্সাস এবং মসৃণ পেশীতে প্রতিফলিত প্রতিক্রিয়া। খাদ্য পরিবহন ছাড়াও, গতিশীলতা অ্যাফেরেন্ট অন্ত্র-মস্তিষ্কের সংকেত এবং তৃপ্তি হরমোন (GLP-1, ইনসুলিন, ঘ্রেলিন) প্রভাবিত করে, যা ক্ষুধা এবং তৃপ্তির অনুভূতি তৈরি করে। অস্থির গতিশীলতায়, এই চক্রগুলি ব্যাহত হয়।
• প্রযুক্তিগত ব্যবধান। "সঠিক" তরঙ্গ পুনরুৎপাদন করার জন্য, মাইন্টেরিক প্লেক্সাস এবং পেশী স্তরের কাছে সরাসরি মাল্টিচ্যানেল উদ্দীপনা প্রয়োজন। কিন্তু সেখানে প্রবেশের জন্য সাধারণত আক্রমণাত্মক অস্ত্রোপচারের প্রয়োজন হয়; উন্নত এন্ডোস্কোপিক কৌশল (যেমন নোটস) জটিল এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় না। ন্যূনতম আক্রমণাত্মক যন্ত্রের প্রয়োজন যা সাবমিউকোসায় ইলেকট্রোডের সুনির্দিষ্ট অবস্থান নির্ধারণ করে এবং একটি বন্ধ "সেন্সিং → স্টিমুলেশন" লুপে কাজ করে।
• নতুন কাজটি কী অফার করে। লেখকরা বৈদ্যুতিক এবং রাসায়নিক উদ্দীপনা সহ একটি এন্ডোস্কোপিকভাবে ইনস্টল করা, মাল্টিচ্যানেল নিউরোপ্রোস্থেসিস বর্ণনা করেছেন, যা একটি বোলাসের উত্তরণের সংকেতের উপর সমন্বিত পেরিস্টালটিক তরঙ্গ ট্রিগার করতে সক্ষম, যার ফলে কেবল গতিশীলতা পুনরুদ্ধার করা হয় না, বরং বিপাকীয় প্রতিক্রিয়াও সংশোধন করা হয় (এটিকে একটি "খাওয়ানো" অবস্থার কাছাকাছি নিয়ে আসে)। এটি মূল ফাঁকগুলি বন্ধ করে দেয়: পছন্দসই স্তরে অ্যাক্সেস, স্প্যাসিওটেম্পোরাল সমন্বয় এবং একটি বন্ধ লুপে কাজ।

সংক্ষেপে: একটি বৃহৎ ক্লিনিক্যাল কুলুঙ্গি রয়েছে - ব্যাপক, খারাপভাবে চিকিৎসা করা হত এমন প্রেরণা। পূর্ববর্তী "খোলা" উদ্দীপকগুলি প্রাকৃতিক শারীরবৃত্তীয় অনুকরণ করে না। অতএব, ইমপ্লান্টকে "গ্যাস্ট্রোইনটেস্টাইনাল ট্র্যাক্টের মতো চিন্তা করতে" শেখানোর চেষ্টা করা যুক্তিসঙ্গত: বোলাস অনুভব করা এবং শারীরবৃত্তীয় পেরিস্টালসিসকে ট্রিগার করা ঠিক যেখানে প্রাকৃতিক সংকেত যায় - মাইন্টেরিক প্লেক্সাসে।

এমআইটি, হার্ভার্ড এবং ব্রিগহামের একটি দল একটি ক্ষুদ্র খাদ্যনালী/পেট ইমপ্লান্ট তৈরি করেছে যা একটি "বন্ধ লুপে" খাদ্যের বলস অনুভব করে এবং পেরিস্টালসিসের সমন্বিত তরঙ্গকে ট্রিগার করে। শূকরের ক্ষেত্রে, এই যন্ত্রটি কেবল খাদ্যনালী এবং গ্যাস্ট্রিকের গতিশীলতা পুনরুদ্ধার করে না, বরং প্রসব-পরবর্তী (খাওয়ানো) অবস্থার অনুরূপ হরমোনের পরিবর্তনও ঘটায়। পেটের অস্ত্রোপচার ছাড়াই ইমপ্লান্টটি এন্ডোস্কোপিকভাবে স্থাপন করা হয়। গবেষণাটি নেচার জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে ।

তারা কী নিয়ে এসেছিল?

• ইমপ্লান্ট নিজেই। ≈১.২৫ মিমি ব্যাসের একটি পাতলা "তন্তুযুক্ত" নিউরোপ্রোস্থেসিস যার ব্যাস প্রতি ১ সেমিতে সাতটি ইলেকট্রোড এবং পদার্থের স্থানীয় সরবরাহের জন্য একটি মাইক্রোচ্যানেল (ইলেক্ট্রো- এবং কেমোস্টিমুলেশন)। এর নমনীয়তা এবং মাত্রা এটিকে একটি এন্ডোস্কোপের একটি স্ট্যান্ডার্ড যন্ত্র চ্যানেলের মাধ্যমে (২.৮-৩.২ মিমি) প্রবেশ করাতে সাহায্য করে।
• ইনস্টলেশন। একটি এন্ডোস্কোপিক যন্ত্র তৈরি করা হয়েছে: নাইটিনল "হুক" এর বিপরীত টান সহ একটি সুই, হাইড্রোডিসেকশন, এবং মূল কৌশল - মাইন্টেরিক প্লেক্সাসের কাছে পেশী স্তরের ঠিক উপরে সুনির্দিষ্ট অবস্থানের জন্য টিস্যু প্রতিবন্ধকতা দ্বারা সাবমিউকোসা অনুসন্ধান করা।
• বন্ধ লুপ। সিস্টেমটি বোলাস সিগন্যাল (EMG/ইন্ট্রালুমিনাল সেন্সর) পড়ে এবং প্রাকৃতিক পেরিস্টালসিসের মতো ক্রমিক সংকোচন প্ররোচিত করার জন্য একটি উদ্দীপনা প্যাটার্ন নির্বাচন করে। "উত্তেজক" এবং "প্রতিরোধক" উদ্দীপনা একত্রিত করা সম্ভব, পাশাপাশি ওষুধের মাইক্রোডোজ দিয়ে স্থানীয়ভাবে স্ফিঙ্কটারগুলিকে শিথিল করা সম্ভব।

প্রাণীদের উপর কী দেখানো হয়েছিল

• খাদ্যনালী: ইমপ্লান্টটি প্রকৃত গিলে ফেলা ছাড়াই "গিলে ফেলা তরঙ্গ" উৎপন্ন করে, যার মধ্যে রয়েছে নিম্ন খাদ্যনালী স্ফিঙ্কটারের নিয়ন্ত্রিত শিথিলকরণ (গ্লুকাগনের মাইক্রো-ডেলিভারির মাধ্যমে), এবং প্রোগ্রামেবল ফরোয়ার্ড/রেট্রোগ্রেড তরঙ্গ - মূলত একটি পেরিস্টালটিক "জয়স্টিক"।
• পেট। ২০ মিনিটের উদ্দীপনার পর, নিয়ন্ত্রণের তুলনায় পেরিস্টালিসিসের ফ্রিকোয়েন্সি প্রায় দ্বিগুণ বৃদ্ধি পায় (n≈4, p<0.05)।
• বিপাকীয় "তৃপ্তির মায়া"। উপবাসের পরিস্থিতিতে, ৩০ মিনিটের উদ্দীপনা (অন্ননালী বা পাকস্থলী) হরমোনের পরিবর্তনের দিকে পরিচালিত করে: GLP-1 এবং ইনসুলিনের বৃদ্ধি, ঘ্রেলিনের (ক্ষুধা হরমোন) হ্রাস; গ্যাস্ট্রিক উদ্দীপনার সাথে, গ্লুকাগনের বৃদ্ধিও লক্ষ্য করা গেছে। সামগ্রিকভাবে প্রোফাইলটি প্রসবোত্তর অবস্থার সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ।

নিরাপত্তা এবং প্রকৌশলগত বিবরণ

সংক্ষিপ্ত ইন ভিট্রো জৈব-সামঞ্জস্যতা পরীক্ষা (উপাদানের নির্যাস) কোনও বিষাক্ততা দেখায়নি; ইমপ্লান্টেশনের ৭ দিন পরে - স্বাভাবিক প্রাচীরের প্রসারণযোগ্যতা এবং কোনও ডিভাইস স্থানান্তর/স্থূল টিস্যুর ক্ষতি হয়নি। (আরও স্থায়িত্ব এবং নির্ভরযোগ্যতার জন্য দীর্ঘমেয়াদী পরীক্ষার প্রয়োজন।)

এটা কেন প্রয়োজন?

• অস্থিরতা এবং অবাধ্য অবস্থা। অ্যাকালাসিয়া, গ্যাস্ট্রোপেরেসিস, ডিসফ্যাগিয়া, অস্ত্রোপচার পরবর্তী ব্যাধি - যেখানে ক্লাসিক ওষুধ/অপারেশন প্রায়শই অসম্পূর্ণ প্রভাব দেয়। স্থানীয় মাল্টিচ্যানেল উদ্দীপনা বিদ্যমান "একক-চ্যানেল" ওপেন-লুপ ইমপ্লান্টের তুলনায় বাস্তব শারীরবিদ্যার কাছাকাছি।
• বিপাকীয় ব্যাধি। অন্ত্র-মস্তিষ্কের অ্যাফেরেন্ট পথ নিয়ন্ত্রণ করে, ডিভাইসটি সম্ভাব্যভাবে ক্ষুধা এবং বিপাক নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, যা স্থূলতা/ডায়াবেটিসের জন্য আকর্ষণীয় (এখনও পর্যন্ত অনুমান, মানুষের মধ্যে কোনও প্রমাণ নেই)।

সীমাবদ্ধতা এবং পরবর্তী কী

এটি শূকরের উপর প্রাক-ক্লিনিক্যাল কাজ, তীব্র-সাবাকিউট মোডে। সামনে যোগাযোগের স্থিতিশীলতা, শক্তি সরবরাহ, ফাইব্রোসিসের ঝুঁকি, সুনির্দিষ্ট উদ্দীপনা প্রোটোকল এবং তারপরে গুরুতর ধরণের অস্থিরতাযুক্ত রোগীদের উপর প্রাথমিক ক্লিনিকাল ট্রায়ালের উপর দীর্ঘমেয়াদী গবেষণা রয়েছে। তবে এটি ইতিমধ্যেই দেখানো হয়েছে যে পেরিস্টালসিসকে আদেশের ভিত্তিতে "চালু" করা যেতে পারে এবং হরমোন প্রতিক্রিয়াগুলিকে তৃপ্তির দিকে স্থানান্তরিত করা যেতে পারে - সবকিছুই এন্ডোস্কোপিক অ্যাক্সেসের মাধ্যমে।