ECaBox: डोळ्यांचे प्रत्यारोपण शक्य करणारे एक क्रांतिकारी उपकरण

संशोधकांनी एक क्रांतिकारी 'परफ्युजन' (perfusion) उपकरण विकसित केले आहे जे देणगीदार डोळ्यांना "पुनरुज्जीवित" करू शकते, ज्यामुळे नेत्र प्रत्यारोपणातील सर्वात मोठा अडथळा दूर होण्याची शक्यता आहे. जैविक रक्तप्रवाहाचे अनुकरण करून, हे तंत्रज्ञान रेटिना (दृष्टीपटल) जतन करण्यासाठी आणि वैद्यकीय संशोधनासाठी एक नवीन क्षितीज खुले करते.

ECaBox जैविक चैतन्य कसे निर्माण करते

स्पेनमधील 'सेंटर फॉर जीनोमिक रेग्युलेशन'मधील पिया कोस्मा आणि त्यांच्या टीमने विकसित केलेले "Eye-in-a-Care-Box" (ECaBox) हे डोळ्याला रक्त पुरवणाऱ्या धमनीद्वारे थेट ऑक्सिजनयुक्त द्रव पुरवण्याचे काम करते. हे उपकरण एका नियंत्रित सूक्ष्म-वातावरणासारखे (micro-environment) कार्य करण्यासाठी तयार केले आहे; डोळा एका विशेष बेडवर ठेवला जातो जिथे अतिरिक्त द्रव काढून टाकले जातात आणि अचूक तापमान व दाब पातळी राखण्यासाठी संपूर्ण युनिट सील केलेले असते. एका पारदर्शक खिडकीमुळे संशोधकांना निर्जंतुक सील न तोडता रिअल-टाइममध्ये डोळ्याचे निरीक्षण आणि इमेजिंग करणे शक्य होते.

ही पद्धत अवयव जतन करण्यातील एका गंभीर त्रुटीवर उपाय शोधते. मानवाशी शारीरिक साम्य असल्यामुळे निवडण्यात आलेल्या डुकरांच्या डोळ्यांचा वापर करून केलेल्या प्राथमिक चाचण्यांमध्ये संशोधकांना असे आढळले की, मानक शीतकरण पद्धती (standard cooling methods) अपयशी ठरल्या. अगदी ४°C (३९°F) तापमानाला देखील, २४ तासांच्या आत डोळे खराब होऊ लागले आणि त्यांची पेशी रचना नष्ट होऊ लागली. याउलट, ECaBox परफ्युजनद्वारे जतन केलेले डोळे अधिक सक्षम आणि जिवंत राहिले.

प्रकाश संवेदनशीलता आणि पेशी कार्यक्षमता पुनर्संचयित करणे

चाचणी दरम्यान झालेला सर्वात आश्चर्यकारक शोध म्हणजे संवेदी प्रतिसादाचे (sensory response) पुनरुज्जीवन. जिवंत शरीरातून काढल्यानंतर डुकरांचे उपचार न केलेले डोळे प्रकाशाला प्रतिसाद देण्याची क्षमता त्वरित गमावतात, परंतु ECaBox ने उपचारित केलेल्या डोळ्यांनी केवळ १५ मिनिटांच्या परफ्युजननंतर ही क्षमता पुन्हा मिळवली. काही उपचारित डोळ्यांनी १० तासांहून अधिक काळ ही कार्यक्षमता टिकवून ठेवली.

टीमने प्राण्यांच्या मॉडेल्सकडून मानवी विषयांकडे यशस्वीरित्या संक्रमण केले आणि सहा मृत देणगीदारांकडून गोळा केलेल्या १२ डोळ्यांवर या उपकरणाची चाचणी केली. एका नियंत्रित अभ्यासात, जिथे प्रत्येक जोडीतील एक डोळा ECaBox मध्ये ठेवला गेला आणि दुसरा उपचार न करता सोडला गेला, तिथे परफ्युजन केलेल्या डोळ्यांनी उत्कृष्ट जतन दर्शवले, विशेषतः रेटिनाच्या अखंडतेच्या बाबतीत.

यशस्वी संपूर्ण-डोळा प्रत्यारोपणाचा मार्ग

ECaBox चे अंतिम ध्येय शस्त्रक्रिया प्रत्यारोपण आणि प्रत्यक्ष दृष्टी पुनर्संचयित करणे यातील अंतर कमी करणे हे आहे. जरी संपूर्ण डोळ्यांचे प्रत्यारोपण करण्याचा प्रयत्न झाला असला तरी—विशेषतः मे २०२३ मध्ये NYU Langone द्वारे, जिथे एका व्यक्तीला अंशतः चेहरा आणि डोळ्याचे प्रत्यारोपण करण्यात आले होते—तरीही प्राप्तकर्त्याला नवीन डोळ्याने पाहता आले नाही. मेंदूला दृश्य संकेत पाठवण्यासाठी आवश्यक असलेल्या नाजूक मज्जासंस्था (neural) आणि रेटिना ऊतींचे (tissues) जतन करणे हे आजही मुख्य आव्हान आहे.

जर ECaBox या ऊतींना उच्च पातळीवर जिवंत ठेवू शकले, तर अशा शस्त्रक्रियांची व्यवहार्यता पूर्णपणे बदलू शकते. शिवाय, हे उपकरण एक मोठा नैतिक फायदा देते: हे जिवंत प्राण्यांवरील प्रयोगांची गरज न ठेवता मानवी देणगीदार ऊतींवर डोळ्यांच्या उपचारांचा आणि विकारांचा (pathologies) अभ्यास करण्यासाठी एक व्यासपीठ उपलब्ध करून देते.

भविष्यातील विकास आणि क्लिनिकल स्केलिंग

संशोधन टीम आधीच या तंत्रज्ञानाच्या पुढील आवृत्तीकडे पाहत आहे. प्रत्यारोपणासाठी उपलब्ध वेळ वाढवण्यासाठी, त्यांचे उद्दिष्ट ECaBox ची एक पोर्टेबल आणि शस्त्रक्रिया कक्षात वापरण्यायोग्य आवृत्ती विकसित करणे हे आहे. यामुळे "हृदय धडधडणाऱ्या" देणगीदार डोळ्यांचे त्वरित परफ्युजन करणे शक्य होईल, ज्यामुळे मृत्यूच्या क्षणापासून जतन करण्याच्या क्षणापर्यंत होणारा ऱ्हास कमी होईल.

मुख्य मुद्दे

• ऑक्सिजनयुक्त परफ्युजन: पेशींचे आकुंचन आणि संरचनात्मक ऱ्हास रोखण्यासाठी ECaBox डोळ्याच्या धमनीद्वारे ऑक्सिजनयुक्त द्रव पुरवते.
• संवेदी पुनर्संचयित करणे: पारंपारिक शीतकरण पद्धतींच्या उलट, ECaBox परफ्युजन उपचारांच्या १५ मिनिटांच्या आत डोळ्यांची प्रकाश संवेदनशीलता पुनर्संचयित करू शकते.
• क्लिनिकल क्षमता: संपूर्ण डोळ्यांचे प्रत्यारोपण सुलभ करण्यासोबतच, हे उपकरण मानवी रेटिना संशोधनासाठी प्राण्यांवरील प्रयोगांना पर्याय म्हणून एक उत्तम व्यासपीठ प्रदान करते.