"সিরিঞ্জ থেকে ত্বক": দ্বি-পর্যায়ের "দানাদার" বায়োইঙ্ক ডার্মিস প্রিন্ট করে রোপন করেছে

সুইডেনের বিজ্ঞানীরা ডার্মিসের 3D বায়োপ্রিন্টিংয়ের জন্য µInk বায়োইঙ্ক উপস্থাপন করেছেন: এটি একটি দ্বি-পর্যায়ের দানাদার হাইড্রোজেল যা ছিদ্রযুক্ত জেলটিন মাইক্রোস্ফিয়ারের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে যার উপর মানুষের ডার্মাল ফাইব্রোব্লাস্ট "রোপণ" করা হয়েছে এবং হায়ালুরোনিক অ্যাসিডের একটি ম্যাট্রিক্স রয়েছে। মিশ্রণটি একটি সিরিঞ্জ/প্রিন্টার নজলে চাপের মধ্যে তরলের মতো আচরণ করে এবং আবার ক্ষতস্থানে জেল করে - এই কারণেই সাংবাদিকরা এটিকে "সিরিঞ্জে ত্বক" নামে অভিহিত করেছেন। ইঁদুরের উপর পরীক্ষায়, খুব উচ্চ কোষ ঘনত্ব সহ মুদ্রিত কাঠামো বেঁচে থাকে, দ্রুত একটি বহির্কোষীয় ম্যাট্রিক্স তৈরি করে, রক্তনালী বৃদ্ধি করে এবং 28 দিনের মধ্যে টিস্যুর সাথে সংহত হয়। কাজটি অ্যাডভান্সড হেলথকেয়ার ম্যাটেরিয়ালস- এ প্রকাশিত হয়েছিল ।

পটভূমি

• কেন বর্তমান ত্বকের বিকল্পগুলি "প্রকৃত ডার্মিস" থেকে অনেক দূরে । বড় ক্ষত এবং পোড়ার জন্য ক্লিনিকাল স্ট্যান্ডার্ড হল স্প্লিট-থিকনেস অটোগ্রাফ্ট (STSG) এবং/অথবা ডার্মাল টেমপ্লেট (যেমন ইন্টিগ্রা)। এগুলি জীবন বাঁচায় এবং ত্রুটিটি বন্ধ করে, তবে প্রায়শই দাগ এবং সংকোচন রেখে যায়, বিশেষ করে পাতলা ফ্ল্যাপের সাথে; দাগের গুণমান গ্রাফ্টে "গভীর ডার্মিস" এর অনুপাতের উপর অনেকাংশে নির্ভর করে। এমনকি "জাল" ফ্ল্যাপগুলি, যা বৃহৎ অঞ্চলগুলিকে আচ্ছাদন করার জন্য সুবিধাজনক, জাল কোষগুলির মাধ্যমে নিরাময়ের কারণে আরও লক্ষণীয় দাগ তৈরি করে। ডার্মাল টেমপ্লেটগুলি "নিওডার্ম" গঠনে সহায়তা করে, কিন্তু অকোষীয় থাকে, পর্যায়গুলির প্রয়োজন হয় এবং প্রথম সপ্তাহগুলিতে অপর্যাপ্ত অটোলোগাস কোষ/জাহাজের সমস্যা সমাধান করে না।
• কেন 3D ত্বকের বায়োপ্রিন্টিং একটি যৌক্তিক পরবর্তী পদক্ষেপ, কিন্তু বায়োইঙ্ক দ্বারা এটি পিছিয়ে দেওয়া হচ্ছে। মুদ্রণের ফলে কোষ এবং উপকরণগুলিকে লক্ষ্যবস্তুতে স্থাপন করা সম্ভব হয়, কিন্তু ক্লাসিক সমজাতীয় হাইড্রোজেলগুলি "ফর্ক"-এর মধ্যে পড়ে:
  • খুব তরল - এগুলি ছড়িয়ে পড়ে এবং তাদের আকৃতি ধরে রাখে না; খুব শক্ত - এগুলি কোষের উপর চাপ দেয়, রক্তনালীগুলির অনুপ্রবেশে বাধা দেয় এবং উচ্চ কোষ ঘনত্বের ছাপার অনুমতি দেয় না। এছাড়াও, অ্যাডনেক্সাল কাঠামো (লোমকূপ ইত্যাদি) পুনরায় তৈরি করা এখনও কঠিন। আমাদের এমন জৈব-কালি প্রয়োজন যা অগ্রভাগের চাপে প্রবাহিত হয় এবং তারপরে তাৎক্ষণিকভাবে একটি স্থিতিশীল ছিদ্রযুক্ত ভরে "জড়িত" হয় এবং শিয়ার দ্বারা কোষগুলিকে হত্যা করে না।
• দানাদার (মাইক্রোজেল, "জ্যামড") বায়োইঙ্কগুলি কী এবং কেন এগুলি ডার্মিসের জন্য উপযুক্ত? এগুলি "ঘনভাবে প্যাক করা" মাইক্রোজেল কণা যা বিশ্রামের সময় কঠিনের মতো এবং শিয়ারের অধীনে তরলের মতো আচরণ করে (শিয়ার-থিনিং) - সিরিঞ্জ/এক্সট্রুশন প্রিন্টিং এবং ইনজেকশনের জন্য আদর্শ। প্রয়োগের পরে, স্ট্রিংটি তার আকৃতি ধরে রাখে, ভাস্কুলার বৃদ্ধির জন্য আন্তঃকণিকা ছিদ্র ছেড়ে দেয়; মিশ্রণটি অতিরিক্তভাবে নরম রসায়নের সাথে "ক্রস-লিঙ্ক" করা যেতে পারে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে এই শ্রেণীর উপকরণগুলি নরম টিস্যু প্রিন্টিংয়ের ভিত্তি হয়ে উঠেছে।
• সংক্ষেপে µInk এর ধারণা । লেখকরা সমস্যার দুটি স্তর একত্রিত করেছেন - কোষ এবং ম্যাট্রিক্স: তারা ছিদ্রযুক্ত জেলটিন মাইক্রোস্ফিয়ারের উপর মানব ত্বকের ফাইব্রোব্লাস্ট স্থাপন করেছেন (বায়োকম্প্যাটিবল "পুঁতি" যা রসায়নে কোলাজেনের অনুরূপ), এবং তারপর তামা-মুক্ত ক্লিক রসায়ন ব্যবহার করে একটি হায়ালুরোনিক ম্যাট্রিক্সের সাথে গ্রানুলগুলিকে "আঠালো" করেছেন। ফলাফল ছিল "চাপের অধীনে তরল - বিশ্রামে কঠিন" জৈব ইঙ্ক যা অতি-উচ্চ কোষীয় ঘনত্ব, মুদ্রণ/ইনজেকশন এবং ইতিমধ্যেই অবস্থানে থাকা বহির্কোষীয় ম্যাট্রিক্সের দ্রুত নিয়োগের অনুমতি দেয় । গঠনগুলি শিকড় গেড়েছিল এবং 28 দিনের মধ্যে ইঁদুরের মধ্যে ভাস্কুলারাইজড হয়েছিল।
• এই পদ্ধতিটি কীভাবে ক্লিনিকের "ব্যথার বিষয়গুলি" মোকাবেলা করে।
  1. গতি এবং সরবরাহ: টিস্যুর সমতুল্য দীর্ঘ চাষের পরিবর্তে, "জীবন্ত দানা" দ্রুত প্রস্তুত করা হয় এবং "সিরিঞ্জ থেকে ত্বক" সরাসরি ক্ষতস্থানে প্রবেশ করানো হয় বা ত্রুটির আকারে মুদ্রণ করা হয়।
  2. জীববিজ্ঞান: উচ্চ কোষীয়তা + ছিদ্রযুক্ত স্থাপত্য → উন্নত ECM জমা এবং নিওঅ্যাঞ্জিওজেনেসিস - কম দাগ এবং স্থিতিস্থাপক ত্বকের চাবিকাঠি।
  3. অটোলজির সাথে সামঞ্জস্য: ফাইব্রোব্লাস্টগুলি সহজেই একটি ছোট বায়োপসি থেকে পাওয়া যায়; জেলটিন/HA হল ত্বকের পরিচিত উপাদান।
• যেখানে ফাঁক রয়ে গেছে। ইঁদুরের ক্ষেত্রে এটি এখনও প্রাক-ক্লিনিকাল; রোগীদের কাছে স্থানান্তরের জন্য পূর্ণ-পুরুত্বের ত্বকের মডেল, দীর্ঘমেয়াদী ফলোআপ, কেরাটিনোসাইট/এন্ডোথেলিয়ামের সাথে সহ-মুদ্রণ, জিএমপি মানকীকরণ এবং প্রমাণ প্রয়োজন যে প্রযুক্তিটি আসলে দাগ কমায় এবং স্ট্যান্ডার্ডের তুলনায় কার্যকারিতা উন্নত করে।
• এই খবরটি এখন কেন গুরুত্বপূর্ণ? STSG/টেমপ্লেটের ক্রমাগত সীমাবদ্ধতা এবং দানাদার বায়োইঙ্ক শ্রেণীর পরিপক্কতার পটভূমিতে, µInk একটি ব্যবহারিক সমাবেশ প্রদর্শন করে: "মাইক্রোজেল ক্যারিয়ার + নরম বাঁধাই ম্যাট্রিক্স + অটোলোগাস কোষের উচ্চ মাত্রা"। এটি দীর্ঘ "ইনকিউবেটর" পর্যায় ছাড়াই দ্রুত, কোষ-ঘন ত্বক পুনর্গঠনের দৃশ্যপটকে আরও বাস্তবসম্মত করে তোলে।

এটা কেন প্রয়োজন?

ক্লাসিক ত্বক প্রতিস্থাপন প্রায়শই একটি দাগ রেখে যায়: এগুলিতে খুব কম কোষ থাকে, তারা একসাথে খারাপভাবে বৃদ্ধি পায় এবং একটি দুর্বল "সঠিক" ত্বকের ম্যাট্রিক্স তৈরি করে। এবং একটি থালায় সম্পূর্ণরূপে পুরু এবং জটিল ডার্মিস বৃদ্ধি করা দীর্ঘ এবং কঠিন। লেখকরা একটি ভিন্ন উপায় প্রস্তাব করেছেন: রোগীর নিজস্ব ফাইব্রোব্লাস্ট থেকে দ্রুত "ইট" একত্রিত করা, ছিদ্রযুক্ত মাইক্রোস্ফিয়ারে স্থাপন করা, এবং এটি সরাসরি ত্রুটিযুক্ত অঞ্চলে ইনজেক্ট/প্রিন্ট করা, যেখানে শরীর নিজেই পূর্ণাঙ্গ ডার্মিস সম্পূর্ণ করবে।

µইঙ্ক বায়োইঙ্ক কীভাবে কাজ করে

• প্রথম ধাপ: "জীবন্ত দানা"। ছিদ্রযুক্ত জেলটিন মাইক্রোস্ফিয়ার (মূলত ক্ষুদ্র পুঁতি, রাসায়নিকভাবে ত্বকের কোলাজেনের মতো) যার উপর প্রাথমিক মানব ত্বকের ফাইব্রোব্লাস্টগুলি একটি জৈব চুল্লিতে বংশবিস্তার করা হয়।
• দ্বিতীয় ধাপ: "বাইন্ডিং জেল"। একটি হায়ালুরোনিক অ্যাসিড দ্রবণ যা কপার-মুক্ত ক্লিক রসায়নের মাধ্যমে দানাগুলিকে একসাথে আঠালো করে।
• রিওলজি। ফলাফল হল একটি শিয়ার-পাতলা দানাদার হাইড্রোজেল: এটি চাপের মধ্যে প্রবাহিত হয় এবং বিশ্রামে তার আকৃতি ধরে রাখে, যার অর্থ এটি সিরিঞ্জ প্রয়োগ এবং 3D প্রিন্টিং উভয়ের জন্যই উপযুক্ত।

পরীক্ষাগুলি কী দেখিয়েছে

• মুদ্রণ এবং কার্যকারিতা: অতি-উচ্চ কোষ ঘনত্ব সহ স্থিতিশীল মিনি-প্যাচগুলি µInk থেকে মুদ্রিত হয়েছিল; ফাইব্রোব্লাস্ট কার্যকারিতা এবং ফেনোটাইপ সংরক্ষণ করা হয়েছিল।
• ইন ভিভো (ইঁদুর): ২৮ দিন ধরে ত্বকের নিচের দিকে ইমপ্লান্ট করা গঠন
  - রক্তনালীতে অতিরিক্ত বৃদ্ধি পেয়েছে,
  - হাইড্রোজেল পুনর্নির্মাণ প্রদর্শিত হয়েছে,
  - এবং জমা হওয়া ত্বকের ECM (ফাইব্রোব্লাস্টগুলি বিভাজন এবং কাজ করতে থাকে), যা টিস্যু সংহতকরণের ইঙ্গিত দেয়।
• প্রয়োগ অনুশীলন। উপাদানটি সরাসরি ক্ষতস্থানে একটি সুচের মাধ্যমে প্রয়োগ করা যেতে পারে - "একটি সিরিঞ্জের ত্বক" - অথবা একটি নির্দিষ্ট ত্রুটির জন্য একটি স্তর/আকৃতি মুদ্রণ করা যেতে পারে।

এটা কেন গুরুত্বপূর্ণ?

• গতি এবং ঘনত্ব। পোড়া এবং দীর্ঘস্থায়ী ক্ষতের জন্য সময় অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। µInk আপনাকে "আয়তনে" টিস্যু বৃদ্ধির দীর্ঘ চক্রকে এড়িয়ে যেতে এবং যেখানে প্রয়োজন সেখানে তাৎক্ষণিকভাবে অনেক সক্রিয় কোষ প্রবর্তন করতে দেয়।
• জীববিজ্ঞান স্বাভাবিকের কাছাকাছি। মাইক্রোস্ফিয়ারের উচ্চ কোষীয়তা এবং ছিদ্রযুক্ত স্থাপত্য ম্যাট্রিক্স উৎপাদন এবং নিউভাস্কুলারাইজেশনকে উৎসাহিত করে, যা দাগমুক্ত নিরাময় এবং স্থিতিস্থাপকতার দুটি চাবিকাঠি।
• ক্লিনিক লজিস্টিকস। ধারণাটি অটোলোগাস পদ্ধতির সাথে ভালোভাবে খাপ খায়: একটি ছোট ত্বকের বায়োপসি নিন → মাইক্রোস্ফিয়ারে দ্রুত ফাইব্রোব্লাস্ট গুণ করুন → রোগীর ক্ষতের জন্য একটি প্রতিস্থাপন প্রিন্ট করুন।

এটি কীভাবে সাধারণ "কোষযুক্ত হাইড্রোজেল" থেকে আলাদা?

প্রচলিত "একজাত" হাইড্রোজেলগুলি হয় খুব তরল (ছড়িয়ে পড়ে) অথবা খুব শক্ত (কোষের উপর চাপ দেয়, রক্তনালী বৃদ্ধিতে বাধা দেয়)। দানাদার স্থাপত্য জাহাজের জন্য ছিদ্র এবং পথ প্রদান করে, এবং "দুই-পর্যায়" - যান্ত্রিক স্থিতিশীলতা এবং ইনজেকশনযোগ্যতা উভয়ই। এছাড়াও, জেলটিন বাহকগুলি জৈব-অবচনযোগ্য এবং টিস্যুগুলির সাথে "পরিচিত"।

সীমাবদ্ধতা এবং পরবর্তী কী

এটি এখন পর্যন্ত প্রাক-ক্লিনিক্যাল (ইঁদুর, ত্বকের নিচের পকেট; সময়সীমা - ৪ সপ্তাহ)। সামনে:

• পূর্ণ পুরুত্বের ত্বকের ত্রুটি এবং দীর্ঘস্থায়ী ফলো-আপ;
• কেরাটিনোসাইট/এন্ডোথেলিয়াল কোষ এবং সংমিশ্রণ পূর্ণ-পুরুত্বের ত্বক পরীক্ষা;
• রোগীর অটোলোগাস কোষ এবং পোড়া/দীর্ঘস্থায়ী ক্ষত মডেলে রূপান্তর;
• **GMP উৎপাদন** (বায়োরিঅ্যাক্টর, বন্ধ্যাত্ব, ক্লিক নিয়ন্ত্রণ) এর জন্য স্কেলিং।

উৎস: শামাশা আর. এট আল। ডার্মাল পুনর্জন্মের জন্য উচ্চ কোষ ঘনত্বের গঠনের জৈব-উৎপাদনের জন্য বাইফেসিক গ্রানুলার বায়োইঙ্কস, উন্নত স্বাস্থ্যসেবা উপকরণ, অনলাইন ১২ জুন, ২০২৫ https://doi.org/10.1002/adhm.202501430