पिछले छह वर्षों में, कैंसर चिकित्सा के लिए ग्राफीन में इंटेंस रिसर्च रुचि बढ़ी है। इस अवधि के दौरान बड़ी संख्या में संबंधित प्रकाशन इस बात की ओर इशारा करते हैं। ग्राफीन की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता शरीर में लक्षित साइट पर दवाओं को सटीक रूप से पहुंचाने की इसकी क्षमता है। इसकी संरचना, बंधन के लिए उपलब्ध दो पक्षों के साथ, इसे उपचारात्मक में उपयोगी बनाती है। ग्राफीन के बारे में एक चिंता, अर्थात् इसकी जैव सुरक्षा, जो कई अध्ययनों से सामने आई है, दो विशेषज्ञों द्वारा हैप्पीएस्ट हेल्थ के साथ इस बातचीत में दूर की गई है।
ग्राफीन-आधारित नैनोमैटेरियल्स ने अपने बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र, अद्वितीय भौतिक और रासायनिक गुणों और अच्छी जैव-अनुकूलता के कारण, विशेष रूप से नैनोमेडिसिन के क्षेत्र में बायोकॉम्पैटिबिलिटी चिकित्सा अनुप्रयोगों में व्यापक अनुसंधान रुचि को आकर्षित किया है।
संभावित अनुप्रयोग सरल दवा वितरण प्रणाली से लेकर बहुक्रियाशील कैंसर निदान और उपचार प्लेटफॉर्म तक हैं।
इनका आकर्षण क्या है? विभिन्न प्रकार की उत्तेजना-प्रतिक्रिया क्षमताओं के लिए ग्राफीन नैनोमटेरियल्स को डिज़ाइन और अनुकूलित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, नैनोकण आंतरिक ट्यूमर माइक्रोएन्वायरमेंट का जवाब दे सकते हैं और ऑप्टिकल, चुंबकीय और अल्ट्रासोनिक भौतिक क्रिया द्वारा दवा वितरण को बढ़ावा दे सकते हैं।
गुआंग्डोंग मेडिकल यूनिवर्सिटी, झांजियांग, चीन के प्रोफेसर जिओ झू कहते हैं, “यह एक अच्छा चिकित्सीय प्रभाव प्राप्त करने के लिए निश्चित-बिंदु और मात्रात्मक रूप से नियंत्रित दवा रिलीज का कारण बन सकता है।”
ग्राफीन विभिन्न बनावट, आकार और रूपों में मौजूद है। यह पारदर्शी शीट, पाउडर, फ्लेक्स और नैनोप्लेट के रूप में हो सकता है, जिसमें से पारदर्शी शीट को चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए सबसे उपयुक्त माना जाता है।
जैव सुरक्षा मुद्दे को उजागर करना
नैनोमेडिसिन या ऐसी किसी भी चीज़ का उत्पादन जो मानव स्वास्थ्य और परिवेश से जुड़ी हो, हमेशा सुरक्षा चिंताओं से जुड़ी होती है। वर्तमान में, मैमल्स जैसे मूषको, निचले प्रोटोजोआ, नेमाटोड और ज़ेब्राफिश जैसे जलीय जानवरों पर अध्ययन किए गए हैं।
डॉ जिओ झू स्पष्ट करते हैं कि “विषाक्तता ग्राफीन सामग्री से संबंधित नहीं है, लेकिन इसके विभिन्न रूप, स्थिति, मोड और प्रतिक्रिया हो सकती है।”
बायोसेफ्टी के मुद्दे पर, ग्राफीन रिसर्च लैब्स प्राइवेट लिमिटेड, बेंगलुरु में उत्पादन और अनुप्रयोग वैज्ञानिक डॉ मीनाकेतन सेठी कहते हैं, “इन विट्रो और इन वीवो अध्ययनो के परिणाम बताते हैं कि ग्राफीन ऑक्साइड या ग्राफीन की सांद्रता 50 और 100 μg/ml के बीच सुरक्षित होती है। जिसे साइटोटोक्सिसिटी और जीवाणुरोधी क्षमता का संतुलन बनाए रखने के लिए सुरक्षित माना जाता है।
अध्ययनों से यह भी पता चलता है की ग्राफीन और ग्राफ़ीन ऑक्साइड, जब क्लिनिक में एक निश्चित सांद्रता सीमा (10 μg/ml) में उपयोग किए जाते हैं, तो अच्छे जैव सुरक्षा और जीवाणुरोधी गुणों का प्रदर्शन करते हैं।
केवल हाई कंसेनट्रेशन और लंबे समय तक संपर्क में रहने से ग्राफीन सेल मेंब्रेन को नुकसान पहुंचाता है; चिकित्सा अध्ययन केवल ग्राफीन की अपेक्षाकृत कम सांद्रता का उपयोग करते हैं।
डॉ. सेठी कहते हैं, “यह दिखाया गया है कि ग्राफीन कैंसर के उपचार में कीमोथेराप्यूटिक एजेंट की खुराक बढ़ाए बिना दवा की प्रभावकारिता में सुधार कर सकता है।”
अन्य नैनो मैटेरियल पर प्रभावकारिता
वर्तमान में, कई प्रकार के नैनोकैरियर हैं जिनका व्यापक रूप से अध्ययन किया जाता है। डॉ जिओ झू के अनुसार, “इन नैनोकैरियर्स को नैनो रासायनिक विधियों द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है, जो सतह संशोधन, आकार में परिवर्तन, सतह आवेश, हाइड्रोफिलिसिटी [पानी में घुलनशीलता], जैव-अनुकूलता और गिरावट जैसे कई लक्षणों को संशोधित करने की अनुमति देता है।”
इन नैनोकैरियर्स की विषाक्तता को सरफेस इंजीनियरिंग और बायोकपलिंग विधियों द्वारा भी बदला जा सकता है – जिससे उनके अंतिम कार्य में भी सुधार होता है।
हाल के वर्षों में एमएक्सईन्स और अन्य जैसी 2डी सामग्री ने भी कैंसर चिकित्सा विज्ञान में ध्यान आकर्षित किया है क्योंकि उनकी सतह के गुणों को आवश्यकतानुसार समायोजित किया जा सकता है। उनके ऑप्टिकल गुण ट्यूमर का पता लगाने में मदद करते हैं। इम्यूनोथेरेपी को 2डी सामग्री के साथ जोड़ा जाना एक नया दृष्टिकोण हो सकता है।
इन सबसे ऊपर, ग्राफीन नैनोमटेरियल्स अपने अपेक्षाकृत बड़े सतह क्षेत्र (2,630 m2/g) के कारण ज्यादा मजबूती रखते हैं। यह कैंसर रोधी दवाओं को कैंसर सेल्स को बांधने और ठीक से लक्षित करने में सहायता करता है।
डॉ जिओ झू कहते हैं, “थीओरेटिकल रूप से, लगभग सभी कैंसर का इलाज नैनोमटेरियल-युग्मित फोटोथर्मल थेरेपी का उपयोग करके किया जा सकता है। लेकिन गैस्ट्रिक कैंसर और ओवेरियन कैंसर [कुछ अन्य लोगों के बीच] अधिक उपयुक्त प्रतीत होते है।”
त्वचा कैंसर के लिए सर्जिकल पट्टी
नॉटिंघम विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने उस स्थान पर ट्यूमर के दोबारा होने के जोखिम को दूर करने के लिए एक ग्राफीन -आधारित सर्जिकल पट्टी तैयार की है जहां इसे सर्जरी द्वारा हटाया गया था।
स्तन कैंसर के लिए फोटोथर्मल थेरेपी
यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ़ मेडिसिन, शंघाई, चीन के शोधकर्ताओं ने मौजूदा कैंसर उपचारों की तुलना फोटोथर्मल थेरेपी से की जो न केवल कैंसर सेल्स को मारता है बल्कि ट्यूमर की स्थिति का भी पता लगा सकता है। इस तकनीक का इस्तेमाल त्वचा, स्तन और मस्तिष्क के कैंसर के इलाज के लिए किया जा सकता है।
स्तन कैंसर के मामलों में ट्यूमर आस-पास की हड्डियों में फैल सकता है और इसे निकालना मुश्किल हो जाता है। इस मुद्दे को हल करने के लिए वैज्ञानिकों ने एक ग्राफीन-आधारित बायोस्कैफोल्ड तैयार किया है जो 30 सेकंड के लिए फोटोथर्मल थेरेपी के साथ कपल्ड होने पर, ट्यूमर को पूरी तरह से मिटा सकता है और यहां तक कि एक पुनरावृत्ति को भी रोक सकता है।
बेंगलुरु लैब के डॉ. सेठी का कहना है कि ब्रेस्ट कैंसर के अलावा भी कई तरह के कैंसर जैसे “बर्किट्स लिंफोमा, कोलन कैंसर, सर्विक्स, ब्रेन, लंग, लिवर, स्किन, प्रोस्टेट ग्लैंड, पैंक्रियाज, गैस्ट्रिक कैंसर, ग्लियोब्लास्टोमा कैंसर और एपिडर्मॉइड कार्सिनोमा का इलाज नैनोमैटेरियल-युग्मित फोटोथर्मल थेरेपी से किया जा सकता है।”
तरल बायोप्सी और मानव परीक्षण (टेस्टिंग)
कंवेंशनल टीशू बायोप्सी बिना अधिकार के प्रवेश नहीं कर पाते है,, और प्रारंभिक कैंसर संकेतों को खोजने के लिए पर्याप्त कुशल नहीं हैं। इस कमी को दूर करने के लिए एडवांस कैंसर डायग्नोस्टिक बायोसेंसिंग विकसित किया गया है।
यूएस -आधारित स्टार्ट-अप कार्डिया के वैज्ञानिकों ने कैंसर का जल्द पता लगाने के लिए अगली पीढ़ी की ग्राफीन-आधारित तरल बायोप्सी विकसित की है। कार्डिया में तैयार की गई बायो-सिग्नल प्रोसेसिंग यूनिट (BPU) कंप्यूटर की सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट की तरह काम करती है। साथ ही एक चिप की तरह वे जैविक संकेतों को डिजिटल प्लेटफॉर्म पर ट्रांसलेट करते हैं।
डॉ जिओ झू कहते हैं, “हमें अभी भी उन प्रमुख मुद्दों को हल करने के लिए और अधिक प्रयास करने की जरूरत है जो ग्राफीन के क्लीनिकल ट्रांसलेशन में बाधा डालते हैं।”
