హైడ్రోజెల్లు మరియు వాటి జీవిత పొదుపు సామర్థ్యాలు

హైడ్రోజెల్స్‌ ప్రపంచానికి స్వాగతం - ప్రపంచవ్యాప్తంగా బిలియన్లను ప్రభావితం చేసే నానో-పరిమాణ పదార్థాలు!

మేము పిల్లలు అయినప్పటి నుండి, ఘన, ద్రవ మరియు వాయువు అనే మూడు రాష్ట్రాల్లో విషయాలు ఉన్నాయని మాకు నేర్పించారు. కానీ ప్రకృతి వాస్తవానికి దాని కంటే చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది, ఇక్కడ కొన్ని పదార్థాలు రాష్ట్రాల మధ్య ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, డెజర్ట్‌లను కదిలించే పదార్థం జెలటిన్ అని ఆలోచించండి. ఇది ఘన లేదా ద్రవ లేదా వాయువు కాదు; ఇది హైడ్రోజెల్!

హైడ్రోజెల్లు నీటిలో కరగనివి, క్రాస్‌లింక్ చేయబడినవి, పాలిమర్ గొలుసుల త్రిమితీయ నెట్‌వర్క్‌లు, వీటితో పాటు పాలిమర్ గొలుసుల మధ్య శూన్యాలు నింపుతాయి. పాలిమర్ గొలుసుల మధ్య క్రాస్-లింకింగ్ యాంత్రిక బలం మరియు నిర్మాణం యొక్క శారీరక సమగ్రతకు దారితీస్తుంది. హైడ్రోజెల్స్ అధికంగా శోషించబడతాయి, కనీసం 90% నీరు ఉంటాయి. అది కూడా మానవ శరీరం నిలుపుకోగల అధిక శాతం నీరు!

ఇంకా, హైడ్రోజెల్ సులభంగా ప్రోగ్రామబుల్ పదార్థం, అనగా ఒక నిర్దిష్ట ప్రయోజనం కోసం హైడ్రోజెల్ ను ఇతర అణువులతో కలపడానికి రసాయన ప్రతిచర్యలను రూపొందించవచ్చు.

1960 ల నుండి, శాస్త్రవేత్తలు హైడ్రోజెల్ ను శాశ్వత సంప్రదింపు అనువర్తనాల కొరకు మంచి అభ్యర్థిగా, హించారు, శరీర రోగనిరోధక వ్యవస్థ నుండి తిరస్కరణ లేకుండా శరీరంలో శాశ్వతంగా అమర్చబడి ఉంటాయి.

ఇక్కడ చక్కని భాగం: హైడ్రోజెల్లు స్మార్ట్ పదార్థాలు! పర్యావరణంలో వేర్వేరు మార్పులకు ప్రతిస్పందనగా అవి ఆకారం వంటి కొన్ని లక్షణాలను మారుస్తాయి. జీవ అనువర్తనాలలో స్మార్ట్ హైడ్రోజెల్స్‌కు కొన్ని సాధారణ ఉద్దీపనలు పిహెచ్, ఉష్ణోగ్రత మరియు అయానిక్ బలం. శరీరం యొక్క స్థానికీకరించిన వాతావరణంలోకి ప్రవేశించేటప్పుడు ఇది హైడ్రోజెల్స్‌ను పరిపూర్ణ అభ్యర్థులుగా అనుమతిస్తుంది. శరీరం లోపల హైడ్రోజెల్ యొక్క కార్యాచరణను మార్చటానికి మనం బయటి వాతావరణాన్ని బయటి నుండి మార్చవచ్చు.

హైడ్రోజెల్స్‌ను ఇంత “స్మార్ట్” గా మార్చడం ఏమిటి?

పాలిమర్ వెన్నెముకకు అనుసంధానించబడిన అనేక క్రియాత్మక సమూహాలు ఉన్నాయి, దీనికి ఒక ముఖ్యమైన ఉదాహరణ కార్బాక్సిలిక్ యాసిడ్ సమూహాలు లేదా RCOOH. కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్ల సమూహం నీటిలో కలిపినప్పుడు, ఆమ్ల సమూహం యొక్క హైడ్రోజన్ విడదీయవచ్చు. ఫలితం ప్రతికూల చార్జ్ మరియు హైడ్రోజన్ అయాన్ (H +) తో కార్బాక్సిలేట్ అయాన్ (RCOO-). పర్యావరణం హైడ్రోజన్ యొక్క విచ్ఛేదానికి అనుకూలంగా ఉంటే, అప్పుడు పాలిమర్ గొలుసు దాని వెన్నెముక వెంట చాలా ప్రతికూల చార్జీలను కలిగి ఉంటుంది. పాలిమర్ గొలుసుల యొక్క ప్రతికూల ఛార్జీలు ఒకదానికొకటి తిప్పికొట్టాయి, దీనివల్ల హైడ్రోజెల్ కరిగిపోతుంది (తెరుచుకుంటుంది). ప్రతికూల ఛార్జీలు నీటి యొక్క సానుకూల హైడ్రోజన్ డైపోల్‌ను ఆకర్షించడం ద్వారా నీటిపై పాలిమర్ ఆకర్షణను పెంచుతాయి.

అలాగే, RCOO- కు RCOOH యొక్క ప్రతిచర్య రివర్సబుల్, మరియు ఫార్వర్డ్ రియాక్షన్ సంభవిస్తుందో లేదో రసాయన వాతావరణం నిర్ణయిస్తుంది. పాలిమర్ వెన్నెముక దాని వాతావరణంలో రసాయన అణువులతో పోలిస్తే మరింత ప్రతికూలంగా ఉండాలి కాబట్టి, H + రిచ్ / ఆమ్ల (తక్కువ pH) వాతావరణం ROOH - లేదా తటస్థ - వెన్నెముకకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. మరోవైపు, ఎక్కువ క్షారాలు (అధిక పిహెచ్) ప్రతికూల చార్జ్‌కు అనుకూలంగా ఉంటాయి. బూమ్, పిహెచ్ స్థాయిలో ఒక చిన్న మార్పు హైడ్రోజెల్ యొక్క వాపు స్థాయిని ఎలా ప్రభావితం చేస్తుందో చెప్పడానికి ఇది ఒక ఉదాహరణ!

ఔషధ సరఫరా

పరీక్షించబడుతున్న అత్యంత ఉత్తేజకరమైన క్లినికల్ అప్లికేషన్లలో ఒకటి డ్రగ్ డెలివరీ. టైప్ 1 డయాబెటిస్ ఉన్నవారు తమ రక్తంలో చక్కెర స్థాయిలను నియంత్రించడానికి నిరంతరం ఇన్సులిన్‌తో ఇంజెక్ట్ చేసుకోవాలి.

హైడ్రోజెల్స్‌ రోగులకు ఆ అవసరాన్ని తీర్చడంలో సహాయపడతాయి. వాస్తవానికి, పరిశోధకులు పాలి (β- అమైనో ఈస్టర్) (PAE) ను చర్మం కింద ఇంజెక్ట్ చేయగల హైడ్రోజెల్స్‌ను సంశ్లేషణ చేయడానికి ఉపయోగిస్తున్నారు, ఇది శరీరంలో ఇన్సులిన్ నిక్షేపాన్ని సృష్టిస్తుంది. ఇన్సులిన్ సహజంగా పర్యావరణం నుండి అధిక ఇన్సులిన్ గా ration తతో తక్కువ ఇన్సులిన్ గా ration తతో వ్యాప్తి చెందుతుంది, ఇది హైడ్రోజెల్ లోపలి నుండి హార్మోన్ను నెమ్మదిగా రక్తప్రవాహంలోకి విడుదల చేస్తుంది.

ఈ విధంగా, బహుళ ఇన్సులిన్ ఇంజెక్షన్లను ఒకే హైడ్రోజెల్ ఇంజెక్షన్‌తో భర్తీ చేయవచ్చు!

దెబ్బతిన్న కణజాలాలకు తాజా రక్తం

హైడ్రోజెల్లు ఇన్సులిన్ షాట్లను భర్తీ చేయగలవు, ఇది రక్తం సన్నబడటానికి మందులు మరియు యాంజియోప్లాస్టీ మరియు బైపాస్ సర్జరీలకు మంచి ప్రత్యామ్నాయం - ఇస్కీమియాకు ప్రస్తుత చికిత్సా పద్ధతులు.

మస్తిష్క ఇస్కీమియా యొక్క ప్రదర్శన - మెదడుకు రక్త ప్రవాహానికి అంతరాయం ఏర్పడినప్పుడు సంభవించే ఒక రకమైన స్ట్రోక్

ఇస్కీమియా అనేది తీవ్రమైన వైద్య పరిస్థితి, దీనిలో రక్త ప్రవాహం మరియు కణజాలాలకు ఆక్సిజన్ పంపిణీ పరిమితం చేయబడింది, తద్వారా నొప్పి, బలహీనత మరియు మరింత తీవ్రంగా కణజాలం మరియు అవయవ నష్టం జరుగుతుంది. కండరాల కణజాలంలో సంభవించినప్పుడు, ముఖ్యంగా అథెరోస్క్లెరోసిస్ రూపంలో, ఇస్కీమియా కొరోనరీ ఆర్టరీ డిసీజ్ మరియు స్ట్రోక్ వంటి ప్రాణాంతక వ్యాధులకు దారితీస్తుంది - ఇవి ప్రస్తుతం ప్రపంచ ఆరోగ్య సంస్థ ప్రకారం మరణానికి ప్రధాన కారణం.

ఇస్కీమియా చికిత్సకు శాస్త్రవేత్తలు చాలా ఆసక్తికరమైన విధానాన్ని కనుగొన్నారు: వాస్కులర్ ఎండోథెలియల్ గ్రోత్ ఫాక్టర్ (విఇజిఎఫ్) మరియు ఇన్సులిన్ లాంటి గ్రోత్ ఫాక్టర్ -1 (ఐజిఎఫ్) వంటి యాంజియోజెనిక్ వృద్ధి కారకాల పంపిణీ ద్వారా ఇస్కీమిక్ సైట్ వద్ద రక్త ప్రవాహాన్ని పెంచడానికి కొత్త రక్త నాళాలను పెంచడం. !

VEGF మరియు IGF తో కలిపిన తరువాత, ఆల్జీనేట్ హైడ్రోజెల్స్‌ను మైక్రోనెడిల్స్ ఉపయోగించి శరీరానికి పంపిణీ చేయవచ్చు.

పెప్టైడ్-మార్పుచేసిన చిటోసాన్ హైడ్రోజెల్ కొత్త రక్త నాళాలు ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది. (చెన్ మరియు ఇతరులు (2015). యాంజియోజెనెసిస్, రీ-ఎపిథీలియలైజేషన్ మరియు కొల్లాజెన్ నిక్షేపణలను పెంచడం ద్వారా గాయం నయం చేయడాన్ని ప్రోత్సహించే లామినిన్ మైమెటిక్ పెప్టైడ్ SIKVAV- చిటోసాన్ హైడ్రోజెల్. J. మాటర్. కెమ్. B. 3. 10.1039 / C5TB00842E)

సాధారణంగా పెద్ద సంఖ్యలో కలిసి, మైక్రోనెడిల్స్ ఒక పాచ్ లాగా చర్మానికి వర్తించేలా రూపొందించబడ్డాయి. చర్మం ఉపరితలంపై నొక్కినప్పుడు, సూదులు చర్మం యొక్క బయటి పొరను (“స్ట్రాటమ్ కార్నియం”) దాటగలవు, తరువాత ఇది సూక్ష్మదర్శిని రంధ్రాలను సృష్టిస్తుంది, పెరుగుదల కారకాలు శరీరంలోకి ప్రవేశించడానికి మరియు కొత్త రక్త నాళాల పెరుగుదలను కలిగించకుండా అనుమతిస్తుంది ఇప్పటికే ఉన్న వాటికి ఏదైనా నష్టం.

రసాయనాలను విడుదల చేసే మైక్రోనెడిల్స్ యొక్క ప్రదర్శన

సూపర్ బగ్స్ కిల్లింగ్

ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ బయో ఇంజనీరింగ్ అండ్ నానోటెక్నాలజీ (ఐబిఎన్) మరియు ఐబిఎమ్ రీసెర్చ్ పరిశోధకులు మొట్టమొదటిసారిగా యాంటీమైక్రోబయల్ హైడ్రోజెల్ను అభివృద్ధి చేశారు, ఇది బయోఫిల్మ్లను విడదీయగలదు మరియు 2013 లో హైడ్రోజెల్లను ఉపయోగించిన తరువాత మల్టీడ్రగ్-రెసిస్టెంట్ సూపర్బగ్లను నాశనం చేస్తుంది. మరియు ఇది నిజంగా అద్భుతమైనది!

పాలిమర్‌లతో చికిత్సకు ముందు (ఎడమ) మరియు తరువాత (కుడి) అసినెటోబాక్టర్ బామన్ని బ్యాక్టీరియా యొక్క సాధారణ కణాలు [క్రెడిట్: ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ బయో ఇంజనీరింగ్ అండ్ నానోటెక్నాలజీ]

ఈ రోజు మనం బ్యాక్టీరియాకు చికిత్స చేసే విధానంలో అంతర్లీన ప్రాథమిక సమస్య ఉంది: యాంటీబయాటిక్స్ అంటే అవి స్లెడ్జ్ హామర్, ఇవి గట్ సూక్ష్మజీవుల సంఘాన్ని క్షీణిస్తాయి మరియు నాశనం చేస్తాయి.

అర్థం చేసుకోవలసిన ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటంటే, మేము 2050 వరకు యాంటీబయాటిక్స్ వాడటం కొనసాగిస్తే, బ్యాక్టీరియా సంక్రమణ కారణంగా సంవత్సరానికి 10 మిలియన్ల మంది చనిపోతారు. ఇది అన్ని రకాల క్యాన్సర్ల కన్నా ఎక్కువ మరణాలు.

సూక్ష్మజీవులకు వ్యతిరేకంగా పోరాడటానికి కొత్త మార్గంగా హైడ్రోజెల్స్‌ను మెటల్ నానోపార్టికల్స్‌తో లోడ్ చేయవచ్చు. ఉదాహరణకు, ఎగ్ నానోపార్టికల్స్ నుండి విడుదలయ్యే ఎగ్ + బ్యాక్టీరియా పొరలపై ప్రోటీన్ల యొక్క కొన్ని ప్రాంతాలలో సిస్టీన్‌తో సంకర్షణ చెందుతుంది, దీనివల్ల లోపలి నుండి కె + నష్టం మరియు సెల్యులార్ ట్రాన్స్‌పోర్ట్ సిస్టమ్స్ అంతరాయం ఏర్పడతాయి, ఇది చివరికి బ్యాక్టీరియా కణాల మరణానికి దారితీస్తుంది.

Drug షధ-నిరోధక సూపర్బగ్‌లకు వ్యతిరేకంగా పాలిమర్ యొక్క నాలుగు-దశల చంపే విధానం యొక్క రేఖాచిత్రం (దశ 1) సానుకూలంగా చార్జ్ చేయబడిన పాలిమర్‌ను బ్యాక్టీరియా కణ ఉపరితలంతో బంధించడం, (దశ 2) బ్యాక్టీరియా కణ త్వచంలోకి ప్రవేశించడానికి పాలిమర్ యొక్క సానుకూల చార్జీలను తటస్థీకరిస్తుంది , (దశ 3) బ్యాక్టీరియా సైటోప్లాజంలోకి చొచ్చుకుపోవడం, కణాన్ని నింపే ద్రవం మరియు (దశ 4) బాక్టీరియంను చంపడానికి సైటోప్లాస్మిక్ పదార్ధాలను అవక్షేపించడం. (క్రెడిట్: ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ బయో ఇంజనీరింగ్ అండ్ నానోటెక్నాలజీ)

ఇతర అధ్యయనాలు సెల్ గోడ యొక్క ప్రోటీన్లతో మరియు బ్యాక్టీరియా యొక్క ప్లాస్మా పొరతో Ag + సంకర్షణ చెందుతాయని తేలింది. ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన పొరతో Ag + కలయిక పొరను చిల్లులు చేస్తుంది, తద్వారా సైటోప్లాస్మిక్ విషయాలు సెల్ నుండి బయటకు రావడానికి వీలు కల్పిస్తాయి, పొర అంతటా H + ప్రవణతను వెదజల్లుతాయి మరియు కొన్నిసార్లు కణాల మరణానికి కారణమవుతాయి.

దాని బహుముఖ మరియు ప్రోగ్రామబుల్ స్వభావంతో, హైడ్రోజెల్లు ఈ రోజు మన ప్రపంచంలో సరళమైన మరియు అత్యంత చమత్కారమైన మరియు శక్తివంతమైన పదార్థాలలో ఒకటి!

మీరు వెళ్ళడానికి ముందు,

మీరు క్రొత్తదాన్ని నేర్చుకుంటే ఈ కథనాన్ని చప్పట్లు కొట్టండి.
సహోద్యోగులు, కుటుంబం మరియు స్నేహితులతో భాగస్వామ్యం చేయండి!
నానోటెక్నాలజీ, జెనెటిక్ ఇంజనీరింగ్, ఏజింగ్ మరియు మెషిన్ లెర్నింగ్‌లో నా వెంచర్‌తో అప్‌డేట్ అవ్వడానికి నా మీడియం పేజీని అనుసరించండి!