‘माइक्रोस्विमर्स’ द्वारा ड्रग डिलीवरी

माइक्रोस्विमर्स यूपीएससी: प्रासंगिकता

• जीएस 3: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी- विकास तथा दैनिक जीवन में उनके अनुप्रयोग एवं प्रभाव।

माइक्रोस्विमर्स: संदर्भ

• हाल ही में किए गए एक अध्ययन में, यह दिखाया गया था कि अभिज्ञ दवा-वितरण के साथ शरीर की वास्तविक स्थितियों में माइक्रोबॉट्स को स्थानांतरित करने हेतु ईंधन के रूप में प्रकाश का उपयोग करना संभव है जो कैंसर कोशिकाओं के लिए चयनित रूप से संवेदनशील है।

माइक्रोस्विमर क्या है?

• एक माइक्रोस्विमर एक सूक्ष्मदर्शीय वस्तु (माइक्रोबॉट) है जिसमें द्रव वातावरण में चलने की क्षमता होती है।
• प्राकृतिक सूक्ष्म तैराक (माइक्रोस्विमर) प्राकृतिक विश्व में प्रत्येक स्थान पर जैविक सूक्ष्मजीवों, जैसे बैक्टीरिया, आर्किया, सूक्ष्म जीव के रूप में पाए जाते हैं।
• “जीवाणु तरण,” जैसा कि आमतौर पर अनुसंधान समुदाय में जाना जाता है, 1960 के दशक से वैज्ञानिकों द्वारा गहन अध्ययन किया गया है।
• हाल ही में, यद्यपि, सिंथेटिक तथा बायो हाइब्रिड माइक्रो स्विमर्स के निर्माण में रुचि बढ़ रही है।
• ये कृत्रिम सूक्ष्म तैराक सूक्ष्म पैमाने पर गति के अध्ययन, समझ तथा दोहन के लिए एक शक्तिशाली उपकरण बन गए हैं।

माइक्रोस्विमर के अनुप्रयोग 

• चिकित्सकों को मानव शरीर के भीतर लक्षित क्षेत्रों में दवाएं पहुंचाने की अनुमति प्रदान करना,
• जल आधारित वातावरण में विशिष्ट पदार्थों को प्रयुक्त करने में वैज्ञानिकों की सहायता करना।

माइक्रोस्विमर का संघटन

• ये माइक्रोबॉट्स द्वि-आयामी यौगिक पॉली (हेप्टाज़िन इमाइड) कार्बन नाइट्राइड (पीएचआई कार्बन नाइट्राइड) से निर्मित हैं।
• वे आकार में 1-10 माइक्रोमीटर तक के होते हैं एवं उद्दीप्त प्रकाश से सक्रिय होने पर स्व नोदन कर सकते हैं।

माइक्रोस्विमर्स कैसे तैरते हैं?

• PHI कार्बन नाइट्राइड सूक्ष्म कण प्रकाश उत्प्रेरक (माइक्रोपार्टिकल्स फोटोकैटालिटिक) हैं।
  • प्रकाश उत्प्रेरण (फोटोकैटलिसिस) एक प्रक्रिया है जिसमें प्रकाश ऊर्जा का उपयोग रासायनिक प्रतिक्रियाओं के युग्मों को संचालित करने हेतु किया जाता है।
• आपतित प्रकाश एक सौर सेल के समान इलेक्ट्रॉनों एवं छिद्रों में परिवर्तित हो जाता है।
• ये आवेश आसपास के तरल में प्रतिक्रिया करते हैं।
• यह प्रतिक्रिया, कण के विद्युत क्षेत्र के साथ, माइक्रोबॉट्स (सूक्ष्म तैराक) को तैरने में सक्षम बनाती है।
• जब तक प्रकाश है, तैराकों की सतह पर इलेक्ट्रॉन एवं छिद्र उत्पन्न होते हैं, जो बदले में आयनों तथा स्विमर के चारों ओर एक विद्युत क्षेत्र निर्मित करने हेतु प्रतिक्रिया करते हैं।
• ये आयन कण के चारों ओर घूमते हैं  तथा द्रव को कण के चारों ओर प्रवाहित करते हैं।
• जिससे, यह द्रव प्रवाह सूक्ष्म तैराकों को स्थानांतरित करने का कारण बनता है।
• शोधकर्ताओं ने पाया कि लवणीय विलयन में आयन PHI कार्बन नाइट्राइड के छिद्रों से होकर गुजरते हैं। इस प्रकार, लवणीय आयनों से बहुत कम या कोई प्रतिरोध नहीं था।

माइक्रोस्विमर द्वारा दवा वितरण

• तरल से लवणीय आयनों के परिवहन के अतिरिक्त, सूक्ष्म कणों पर रिक्तियां तथा छिद्र बड़ी मात्रा में दवा को सोख सकते हैं।
• शोधकर्ताओं ने पाया कि कैंसर के उपचार के लिए उपयोग की जाने वाली दवा डॉक्सोरूबिसिन को माइक्रोपार्टिकल्स द्वारा सरलता से अवशोषित कर लिया गया था।
• शोधकर्ता ने दिखाया कि समाधान के पीएच को परिवर्तित कर अथवा प्रकाश से प्रेरित करके दवा मुक्त  करने को सक्रिय किया जा सकता है।