एपिलेप्सीको भविष्यवाणी गर्न बायोसिंथेटिक मस्तिष्कदेखि लिएर मांसपेशी र हड्डीहरू पुन: बढ्नको लागि सानो 3D प्रिन्टेड इम्प्लान्टहरू, यो चिकित्सा रूपमा सम्भव छ भन्ने कुराको एकदमै किनारमा अनुसन्धान हो।

तर यी विचारहरूको पछाडि यो टोली हो - इन्जिनियरहरू, रोबोटिक्स विशेषज्ञहरू र शीर्ष शल्यचिकित्सकहरू र चिकित्सकहरूसँग काम गर्ने जीवविज्ञानीहरू - जसले सपना देख्ने र डेलिभरीमा फरक पार्छ।

प्रोफेसर रोब काप्सा मेडिकल डिस्कवरीका लागि एकेनहेड सेन्टरका प्रमुख RMIT अनुसन्धानकर्ता हुन्, जहाँ उनी ACMD को उद्देश्यले निर्मित बायोफेब्रिकेसन प्रयोगशाला प्रयोग गरेर अनुसन्धान समूहको नेतृत्व गर्छन्।

सेन्ट भिन्सेन्ट अस्पताल मेलबर्नमा आधारित, ACMD ले हाम्रा केही ठूला बायोमेडिकल चुनौतीहरूको समाधान खोज्न अनुसन्धानकर्ताहरू र चिकित्सकहरूलाई एकसाथ ल्याउँछ।

केन्द्रको महत्त्वपूर्ण भूमिकाको मान्यतामा, भिक्टोरियन सरकारले यसको निरन्तर वृद्धिलाई समर्थन गर्न $206 मिलियन उद्देश्य-निर्मित सुविधाको लागि हरियो बत्ती दियो।

पहिलो कुरा, बायोफ्याब्रिकेसन भनेको के हो र यसले चिकित्सा उपचारलाई कसरी रूपान्तरण गर्न सक्छ?

यो मौलिक रूपमा हाम्रो शरीरमा पूर्ण रूपमा एकीकृत हुने चीजहरू बनाउन, निको पार्न, मर्मत गर्न र कार्य पुनर्स्थापना गर्ने बारे हो।

परम्परागत प्रत्यारोपणको विपरीत, बायोफेब्रिकेटेड संरचनाहरू र उपकरणहरू वास्तवमा जीवित मानव ऊतकको अभूतपूर्व जटिलताको नक्कल गर्न नजिक आउन सक्छन्।

बायोफेब्रिकेशनले सामग्री इन्जिनियरिङ्, जैविक विज्ञान, थप उत्पादन, नानो टेक्नोलोजी र बायोमेडिकल स्वास्थ्य प्रविधिहरू संयोजन गर्दछ।

यसले हड्डी र मांसपेशीदेखि मस्तिष्क, जोर्नी र संयोजी तन्तुहरूमा पुनर्स्थापना, प्रतिस्थापन र पुन: उत्पन्न गर्न संरचनाहरू बनाउने ठूलो अवसरहरू खोल्छ।

उदाहरणका लागि, अन्वेषकहरूले नयाँ बायोफेब्रिकेटेड टेक्नोलोजीहरूमा काम गरिरहेका छन् जुन वृद्ध व्यक्तिहरूको हड्डीको मर्मत गर्न, मधुमेह भएका मानिसहरूका लागि अनुकूलित, आत्म-नियमित कृत्रिम प्यानक्रियाज विकास गर्न र आघातका बिरामीहरूको लागि प्रतिस्थापन मांसपेशी निर्माण गर्न।

तपाईले बनाउनु भएको बायोसिंथेटिक "मस्तिष्क" बारे हामीलाई बताउनुहोस्।

जब तपाइँ मस्तिष्कले कसरी काम गर्दछ, र यो गलत हुँदा यसलाई कसरी ठीक गर्ने भनेर बुझ्न प्रयास गरिरहनुभएको छ, दुई-आयामी स्लाइडहरूमा कक्षहरू हेर्दा मात्र तपाईंलाई यति टाढा लैजान्छ। त्यसैले हामी थ्रीडी बायोप्रिन्टिङ प्रयोग गरेर तीन आयामहरूमा निर्माण गर्छौं, प्रोफेसर काप्सा भन्छन्।

हामीले बनाउने 'मस्तिष्क' सानो छ, लगभग 3mm गुणा 3mm, तर त्यहाँ अध्ययन र विश्लेषण गर्न पर्याप्त काम गर्ने मस्तिष्क छ (र यसबाहेक, मानव मस्तिष्क कोर्टेक्स मात्र 3mm बाक्लो छ)।<

हाम्रा साना मस्तिष्क ब्लकहरू छालाका कोशिकाहरूबाट बनेका हुन्छन्, जसलाई हामीले स्टेम सेलहरूमा पुन: प्रोग्राम गर्छौं जसले न्यूरोन्स बनाउन सक्छ। 'ब्रेन' को ब्लक थ्रीडी कोलाजेन म्याट्रिक्समा निलम्बित हुन्छ र इलेक्ट्रोडको एरेमा राखिन्छ।

विद्युतीय उत्तेजना प्रयोग गरेर वा न्यूरोकेमिकलहरू थपेर, हामी न्युरोनहरूलाई आगो लगाउन सक्छौं। इलेक्ट्रोड एर्रेले त्यो गतिविधि रेकर्ड गर्छ - जसले तंत्रिका प्रणालीको फायरिङको नक्कल गर्छ - हामीलाई के भइरहेको छ भन्ने गहिरो तस्वीर दिनको लागि।

आवश्यक रूपमा यी व्यक्तिगतकृत सिंथेटिक मस्तिष्क निर्माणहरू हुन्, जो न्यूरोलोजिकल अवस्थाहरू बुझ्न र उपचार गर्न काम गर्ने वैज्ञानिकहरूका लागि उपयुक्त छन्।

यी "मस्तिष्क" ले हामीलाई एपिलेप्सीको अनुसन्धानमा कसरी मद्दत गरिरहेको छ?

एपिलेप्सीले १०० जना मध्ये १ जनालाई असर गर्छ, तर हामी जान्दछौं कि ती मध्ये लगभग आधाले जीवनमा पछिल्ला उमेरमा मस्तिष्कमा केही चोटपटकको अनुभव गरेपछि यो अवस्था विकसित हुन्छ।

हामीलाई लाग्छ कि केही व्यक्तिहरूमा आनुवंशिक प्रवृति भएको हुन सक्छ, तर अहिले हामी टाउकोमा चोटपटकका कारण कसलाई मिर्गी रोग लाग्ने जोखिममा हुन सक्छ भनेर भविष्यवाणी गर्न सक्दैनौं।

यस अनुसन्धानमा, हामी मर्डोक चिल्ड्रेन्स रिसर्च इन्स्टिच्युटका न्यूरोलोजिस्टहरूसँग सहकार्य गर्दैछौं जसले मिर्गी निम्त्याउने आनुवंशिक उत्परिवर्तन पत्ता लगाएका छन्, साथै सेन्ट भिन्सेन्ट अस्पताल मेलबर्नका न्यूरोलोजिस्टहरू।<

हामी ती आनुवंशिक उत्परिवर्तन भएका व्यक्तिहरूबाट छाला कोषहरू लिन्छौं, उत्परिवर्तन हटाउँछौं र ती आनुवंशिक रूपमा सम्पादन गरिएका कोशिकाहरूबाट बायोसिंथेटिक 'मस्तिष्क' बढाउँछौं। तुलनाको लागि, हामी मस्तिष्कलाई तिनीहरूको 'एपिलेप्सी-पोजिटिभ', अपरिचित कक्षहरूबाट पनि बनाउँछौं।

त्यसपछि हामीले यी कोशिकाहरूबाट बनाइएका 'मस्तिष्कहरू' को चोटपटकको निश्चित स्तरलाई प्रेरित गरेर र के–– र कहिले–– तिनीहरूले एपिलेप्टिक-जस्तो गतिविधि देखाउँछन् भनेर परीक्षण गर्छौं।

हामीले अन्ततः एउटा साधारण आनुवंशिक परीक्षणको लागि लक्ष्य राखेका छौं जसले तपाईंलाई टाउकोमा सामान्य चोटपटक, जस्तै AFL फुटबल वा अन्य खेलहरू खेल्दा मिर्गी रोग लाग्ने सम्भावना छ कि छैन भनेर निर्धारण गर्न सक्छ।

भविष्यमा यी "मस्तिष्कहरू" कसरी प्रयोग गर्न सकिन्छ?

हाम्रो बायोसिंथेटिक 'मस्तिष्क' पनि न्यूरोलोजिकल विकारहरूको व्यक्तिगत मोडेलिङको लागि प्रयोग गरिनेछ।

यहाँ बिरामीको आफ्नै कोशिकाबाट बढेको 'मस्तिष्क' ले एक चिकित्सकलाई उनीहरूको अवस्था राम्रोसँग बुझ्न, उपचारलाई अप्टिमाइज गर्न र अन्ततः उनीहरूको रोगको निदान पनि गर्न सक्षम बनाउन सक्छ।<

RMIT का लागि, यो कार्यले बायो-मेकाट्रोनिक हाइब्रिड उपकरणहरू र प्रणालीहरूको डिजाइन, विकास, निर्माण र अनुवादको लागि रोमाञ्चक नयाँ मार्गहरू खोल्छ।

मास्कुलर डिस्ट्रोफीको उपचार विकास गर्न अनुसन्धानको एक भागको रूपमा, तपाईंको टोलीले मांसपेशी इन्जिनियरिङ र जीन सम्पादनलाई संयोजन गर्ने "ट्रोजन घोडा" प्रविधिको अग्रगामी गरेको छ। यसले कसरी काम गर्छ?

आधारभूत विचार भनेको म्युटेशन भएका व्यक्तिहरूबाट कोशिकाहरू लिनु हो जसले मस्कुलर डिस्ट्रोफी निम्त्याउँछ, उत्परिवर्तनलाई सम्पादन गर्दै र त्यसपछि ती कोशिकाहरूलाई फेरि काम गर्नको लागि मांसपेशीमा राख्नु हो।

त्यहाँ क्लिनिकल भएको छ पुनरुत्थानशील सेल थेरापीहरूको परीक्षणहरू, विशेष गरी मायोब्लास्ट प्रत्यारोपण थेरापी, तर दुखको कुरा यी असफल भएका छन् किनभने प्रत्यारोपित कोशिकाहरू फस्टाउँदैनन् र गुणा गर्दैनन्।

हाम्रो दृष्टिकोणमा भिन्नता भनेको कोशिकाहरू सिधै प्रत्यारोपण गर्नुको सट्टा हो, हामी तिनीहरूलाई समुद्री शैवालबाट बनाइएको विशेष जेलीमा सुरक्षित गर्छौं। त्यो 'ट्रोजन घोडा' हो - समुद्री शैवाल जेलीको टुक्रा जसमा मांसपेशी कोशिकाहरू छन् जुन शरीरले सजिलै स्वीकार गर्दछ र त्यसपछि स्वस्थ कोशिकाहरूलाई बिरामी मांसपेशीमा 'आक्रमण' गर्न अनुमति दिन्छ।

हाम्रो प्रविधिले व्यवहार्य मांसपेशी कोशिकाहरूको अविश्वसनीय फैलावटमा परिणाम दिन्छ, मुसाहरूमा पूर्व-क्लिनिकल अध्ययनहरूले हामीले सुरुमा प्रत्यारोपण गरेका 10,000 कोशिकाहरूबाट उत्पन्न हुने लाखौं न्यूक्लीहरू देखाउँछन्।

तपाईको टोलीको काममा थ्रीडी प्रिन्टिङ र बायोप्रिन्टिङले कस्तो भूमिका खेल्छ?

ACMD मा हामी अत्याधुनिक बायोफ्याब्रिकेसन र थ्रीडी प्रिन्टिङ जीवित कोशिकाहरूका लागि डिजाइन गरिएका विशेषज्ञ बायो-प्रिन्टरहरू र थ्रीडी सेल संस्कृतिहरूका लागि बायो-रिएक्टरहरू सहित अत्याधुनिक बायोफेब्रिकेशन र उन्नत उत्पादन प्रविधिहरूमा पहुँच पाउँदा भाग्यमानी छौं। यी प्रविधिहरूसँग काम गर्दा हाम्रो सहकार्यमा ठूलो फरक पार्छ।

उदाहरणका लागि, हामीले इन्जिनियर गरिएको तन्तुहरूमा भास्कुलर नेटवर्कहरू बढ्न प्रोत्साहित गर्न हाम्रो काममा 'मेल्ट इलेक्ट्रोराइटिङ' भनिने थ्रीडी प्रिन्टिङ प्रक्रिया प्रयोग गर्छौं। यो प्रणाली हाम्रो टिस्यु मोडलिङ संरचनाहरूमा पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ, त्यसैले तिनीहरू धेरै नजिकबाट भास्कुलराइज्ड टिस्युसँग मिल्दोजुल्दो हुन्छन्।

तर कहिलेकाहीँ हाम्रो काम नवीनतम प्रविधिको बारेमा होइन - यो पुरानोमा नयाँ टेकहरू ल्याउने बारे हो।

हाम्रो टोलीका अन्वेषकहरूले हड्डी र तन्तुलाई पुन: विकास गर्ने काममा अविश्वसनीय रूपमा जटिल बायोमेडिकल संरचनाहरू सिर्जना गर्न परम्परागत 3D प्रिन्टिङलाई फ्लिप गरे। तिनीहरूको आउट-अफ-द-बक्स दृष्टिकोणले साना प्रत्यारोपणहरू निर्माण गर्न मानक 3D प्रिन्टरहरू प्रयोग गर्दछ जसले सेल पुन: वृद्धिलाई समर्थन गर्न सक्छ।

हामीले भर्खरै मांसपेशीहरू बनाउनको लागि एउटा नुस्खा पनि प्रकाशित गर्‍यौं, जसले तपाईंलाई कार्यात्मक कंकाल मांसपेशी तन्तुहरू इन्जिनियर गर्न आवश्यक सामग्री, उपकरण र प्रविधिहरूको विवरण दिन्छ।

यो व्यावहारिक थ्रीडी प्रिन्टेड कंकाल मांसपेशी निर्माणको लागि हाम्रो बायोइन्क र बायोप्रिन्टिङ विधिहरूलाई जरिवाना गर्ने धेरै वर्षदेखिको हाम्रो कामको सारांश हो। हामी आशा गर्छौं कि यो कामले मांसपेशीको रोग र आघातबाट गुज्रिएका मानिसहरूका लागि मांसपेशीको इन्जिनियरिङलाई अनुमति दिनेछ।

तपाईको सेन्ट भिन्सेन्ट अस्पताल मेलबर्नका चिकित्सक र सर्जनहरूसँग लामो समयदेखिको सहकार्य छ। ACMD को स्थापनाले तपाईंको टोलीको अनुसन्धानलाई कसरी गति दिएको छ?

दशकौंको दौडान, हाम्रो टोलीले मांसपेशी र स्नायु इन्जिनियरिङ्को लागि हाम्रो दृष्टिकोण विकास गरेको छ, हामीले सधैं चिकित्सकहरू र सर्जनहरूसँग मिलेर काम गरेका छौं जुन पुरानो-विश्व स्वास्थ्य समस्याहरूको वास्तविक-विश्व समाधानहरू विकास गर्नका लागि जुन विद्यमान प्रविधिहरूद्वारा कम छ।

हाम्रो काम केवल चाखलाग्दो विचार वा सैद्धान्तिक सम्भावनाहरूको बारेमा मात्र होइन - यो समस्याहरू समाधान गर्ने बारे हो जुन चिकित्सकहरू र सायद अझ महत्त्वपूर्ण कुरा, बिरामीहरू, दिनहुँ झगडा गर्छन्।

हामी सीधै मानिसहरूसँग काम गरिरहेका छौं जसले एक दिन हाम्रो अनुसन्धानलाई प्रयोग गर्नेछन्। तिनीहरूको क्लिनिकल अभ्यास र सर्जिकल थिएटरहरूमा। उनीहरू आफ्ना चुनौतीहरू र आफ्ना बिरामीहरूलाई मद्दत गर्न आवश्यक पर्ने कुराहरू साझा गर्दैछन्।

र अन्ततः हामी हाम्रो अनुसन्धानले गर्न चाहन्छौं - बाहिर निस्कन र मानिसहरूलाई मद्दत गर्न।

बायोसिंथेटिक मस्तिष्क, इन्जिनियर गरिएको मांसपेशी, ट्रोजन घोडाहरू... यी मध्ये केही विचारहरू लगभग विज्ञान कथा जस्तै लाग्दछ। त्यसोभए तिनीहरू वास्तवमा क्लिनिकल वास्तविकता कहिले बन्न सक्छन्?

यो सत्य हो कि हामीले जे गरिरहेका छौं त्यो विज्ञानको सीमामा छ। तर अष्ट्रेलियाको पहिलो स्थानीय रूपमा निर्मित थ्रीडी प्रिन्टेड स्पाइनल इम्प्लान्ट जस्ता उन्नत उत्पादन प्रविधिहरूले बिरामीको जीवनमा परिवर्तन ल्याइरहेका छन्।

त्यो पहलमा RMIT को कामले हड्डीको क्यान्सर रोगीहरूका लागि अर्को पुस्ताको प्रत्यारोपणको डिजाइनमा नयाँ दिशाहरू निम्त्यायो, ACMD भित्रको एउटा परियोजना फोकस।

हाम्रा केही क्लिनिकल रूपमा उन्नत परियोजनाहरू क्लिनिकल अनुवादबाट 5-10 वर्ष टाढा हुन सक्छन्, तर हामी अझै 3D बायोप्रिन्टिङ क्रान्तिको प्रारम्भिक दिनहरूमा छौं।<

ठूलो कुरा यो हो कि हाम्रो सहयोगी क्लिनिको-वैज्ञानिक दृष्टिकोण भनेको हामीले वास्तविक जीवनमा कहिल्यै काम गर्न नसक्ने विगतका अव्यावहारिक विचारहरूलाई छोड्न सक्छौं र प्रभावको सबैभन्दा सम्भावित अनुसन्धानमा ध्यान केन्द्रित गर्न सक्छौं।

प्राध्यापक रोब काप्सा RMIT मा बायोफ्याब्रिकेसन र टिस्यु इन्जिनियरिङ् (BiTE) अनुसन्धान समूहको प्रमुख छन्।

BITE नेटवर्क, जसले शिक्षाविद् र PhD उम्मेद्वारहरूलाई नयाँ BITE उन्मुख क्षेत्रहरूमा फराकिलो जैव-इन्जिनियरिङ क्षेत्रमा काम गर्ने लक्ष्य राखेको छ, यसलाई RMIT को उन्नत सामग्री, निर्माण र निर्माण, र बायोमेडिकल स्वास्थ्यका लागि सक्षम गर्ने क्षमता प्लेटफर्महरू द्वारा समर्थित छ। नवीनता।

ACMD अष्ट्रेलियाको पहिलो अस्पतालमा आधारित बायोमेडिकल इन्जिनियरिङ अनुसन्धान केन्द्र हो, जसमा सेन्ट भिन्सेन्ट अस्पताल मेलबर्न, RMIT विश्वविद्यालय, मेलबर्न विश्वविद्यालय, अस्ट्रेलियन क्याथोलिक विश्वविद्यालय, स्विनबर्न युनिभर्सिटी अफ टेक्नोलोजी, युनिभर्सिटी अफ वोलोङङ अस्ट्रेलिया, बायोनिक्स इन्स्टिच्युट, सेन्ट भिन्सेन्ट इन्स्टिच्युट र आँखा अनुसन्धान अष्ट्रेलियाको केन्द्र।

 RMIT समाचार कथाको अंश:  Gosia Kaszubska

आरएमआईटीको अध्ययन गर्नुहोस् जैव चिकित्सा विज्ञानको स्नातक स्वास्थ्य र बायोमेडिकल विज्ञानको विद्यालयमा नजिकको प्रशंसा प्राप्त गर्नको लागि डिग्री यस आधारभूत अनुसन्धानको।

यस लचिलो डिग्रीमा, तपाईंले सेलुलरबाट मानव शरीर रचना, फिजियोलोजी र रोगविज्ञानको व्यापक बुझाइ विकास गर्नुहुनेछ। प्रणाली स्तरमा।

बायोमेडिकल विज्ञानले मानव र जनावरको शरीरले कसरी काम गर्छ, र विभिन्न रोगहरूमा शरीरको प्रतिक्रियाहरूको बारेमा हाम्रो बुझाइको आधार बनाउँछ, व्यायाम, आहार, आन्तरिक गडबडी र वातावरणीय प्रभावहरू।

यो विज्ञानको फराकिलो क्षेत्र हो जुन मानव शरीर र यसले कसरी रोगसँग अन्तरक्रिया गर्छ - यो कसरी हुन्छ, के हुन्छ र हामी यसलाई कसरी नियन्त्रण, उपचार र रोकथाम गर्न सक्छौं भन्ने बारे सबै कुरा बुझ्दछ। बायोमेडिकल विज्ञानमा शरीर रचना र मानव शरीरविज्ञानका साथै जैव रसायनको बुझाइ समावेश हुन्छ।

बायोमेडिकल विज्ञानको आधारभूत बुझाइको अतिरिक्त तपाईंसँग आफ्नो अन्तिम वर्षमा विशेषज्ञ ऐच्छिक छनौट गर्ने अवसर हुनेछ। तपाईले अनुसन्धान प्रक्रियाको बुझाइ र बायोमेडिकल अनुसन्धानमा प्रयोग हुने आधुनिक प्रविधिको अनुभव पनि प्राप्त गर्नुहुनेछ।

हामीलाई RMIT मा यस डिग्रीको बारेमा सोध्नुहोस्