Technology NewsSci-Techதசைச் சிதைவைத் தடுக்கும் - ஹார்வர்ட் விஞ்ஞானிகள் தசைகளை நகர்த்தச் செய்யும்...

தசைச் சிதைவைத் தடுக்கும் – ஹார்வர்ட் விஞ்ஞானிகள் தசைகளை நகர்த்தச் செய்யும் பிசின் ஒன்றை உருவாக்கியுள்ளனர்.

-


மூலம்

தோள்பட்டை தசைகள் மனித உடல்

தசைச் சிதைவு என்பது தசை நிறை மற்றும் வலிமையை வீணாக்குதல் அல்லது இழப்பது. இது பயன்படுத்தப்படாததன் விளைவாக ஏற்படலாம் அல்லது சில நரம்பியல் கோளாறுகளின் அறிகுறியாக இருக்கலாம். அட்ராபி இயக்கம் குறைவதற்கும், செயல்பாடு குறைவதற்கும், வாழ்க்கைத் தரம் குறைவதற்கும் வழிவகுக்கும்.

தசைகள் நீட்டவும் சுருங்கவும் தூண்டக்கூடிய ஒரு பிசின் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது – மேலும் இது தசைச் சிதைவிலிருந்து மீள்வதைத் தடுக்கும் மற்றும் செயல்படுத்தும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.

உடற்பயிற்சியின்மை காரணமாக தசைகள் பலவீனமடைந்து வீணாகிவிடும், அதாவது ஒரு வார்ப்பில் ஒரு மூட்டு அசையாமல் இருக்கும் போது அல்லது படிப்படியாக வயதாகும்போது. தசைச் சிதைவு எனப்படும் இந்த நிலை, ALS மற்றும் MS போன்ற நரம்பியல் கோளாறுகளின் விளைவாகவும் அல்லது புற்றுநோய் மற்றும் நீரிழிவு உள்ளிட்ட சில நோய்களுக்கான எதிர்வினையாகவும் ஏற்படலாம்.

மெக்கானோதெரபி, கையேடு அல்லது இயந்திர நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தும் ஒரு வகை சிகிச்சை, திசு பழுதுபார்க்க உதவும் திறன் கொண்டதாக நம்பப்படுகிறது. தசைகளை தளர்த்த அமுக்க தூண்டுதலைப் பயன்படுத்தும் மசாஜ், மெக்கானோதெரபியின் மிகவும் பிரபலமான வடிவமாகும், இருப்பினும், வெளிப்புற வழிமுறைகள் மூலம் தசைகளை நீட்டுவதும் சுருங்குவதும் ஒரு சிகிச்சையாக பயனுள்ளதாக இருக்குமா என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை. இந்த சாத்தியத்தை ஆய்வு செய்வதற்கு இரண்டு பெரிய தடைகள் உள்ளன: தசைகள் முழுவதுமாக நீட்சி மற்றும் சுருக்க சக்திகளை சமமாகப் பயன்படுத்தக்கூடிய இயந்திர அமைப்புகளின் பற்றாக்குறை மற்றும் இந்த இயந்திர தூண்டுதல்களை மேற்பரப்பு மற்றும் தசை திசுக்களின் ஆழமான அடுக்குகளுக்கு திறமையற்ற விநியோகம்.

மெஜந்தா சாதனங்களின் முன்மாதிரிகள்

இந்த படம் “வடிவ நினைவக அலாய்” ஸ்பிரிங் மற்றும் எலாஸ்டோமருடன் புனையப்பட்ட MAGENTA முன்மாதிரிகளின் எடுத்துக்காட்டுகளைக் காட்டுகிறது, மேலும் அவற்றின் அளவுகள் ஒரு சென்ட் நாணயத்துடன் எவ்வாறு ஒப்பிடப்படுகின்றன. கடன்: ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தில் Wyss நிறுவனம்

இப்போது, ​​வைஸ் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் பயோலாஜிகலி இன்ஸ்பயர்டு இன்ஜினியரிங்கில் பயோ இன்ஜினியர்கள் ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) மெக்கானிக்கல் ஆக்டிவ் பிசின் எனப்படும் MAGENTA ஐ உருவாக்கியுள்ளது, இது ஒரு மென்மையான ரோபோ சாதனமாக செயல்பட்டு இந்த இரு மடங்கு பிரச்சனையை தீர்க்கிறது. ஒரு விலங்கு மாதிரியில், MAGENTA வெற்றிகரமாக தசைச் சிதைவிலிருந்து மீள்வதைத் தடுத்து ஆதரித்தது. குழுவின் கண்டுபிடிப்புகள் வெளியிடப்பட்டுள்ளன இயற்கை பொருட்கள்.

“MAGENTA மூலம், வளர்ச்சிக்கான முக்கிய மூலக்கூறு பாதைகளைத் தூண்டுவதற்கு தசை திசுக்களில் நேரடியாக வைக்கக்கூடிய தசையின் இயந்திரத் தூண்டுதலுக்கான ஒரு புதிய ஒருங்கிணைந்த பல-கூறு அமைப்பை நாங்கள் உருவாக்கினோம்” என்று மூத்த எழுத்தாளரும் Wyss நிறுவன மைய ஆசிரிய உறுப்பினருமான டேவிட் மூனி, Ph.D கூறினார். . “வெளிப்புறமாக வழங்கப்பட்ட நீட்சி மற்றும் சுருங்குதல் இயக்கங்கள் ஒரு விலங்கு மாதிரியில் அட்ராபியைத் தடுக்கலாம் என்பதற்கான முதல் ஆதாரத்தை இந்த ஆய்வு வழங்கும் அதே வேளையில், சாதனத்தின் முக்கிய வடிவமைப்பு அட்ராபி ஒரு முக்கிய பிரச்சினையாக இருக்கும் பல்வேறு நோய் அமைப்புகளுக்கு பரவலாக மாற்றியமைக்கப்படலாம் என்று நாங்கள் நினைக்கிறோம்.” மூனி வைஸ் இன்ஸ்டிட்யூட்டின் இம்யூனோ-மெட்டீரியல்ஸ் பிளாட்ஃபார்மிற்கு தலைமை தாங்குகிறார் மற்றும் ராபர்ட் பி. பிங்காஸ் குடும்பப் பேராசிரியராக SEAS இல் பயோ இன்ஜினியரிங் இருக்கிறார்.

தசைகளை அசைக்கக்கூடிய ஒரு பிசின்

மெஜண்டாவின் முக்கிய கூறுகளில் ஒன்று நிடினோலால் செய்யப்பட்ட ஒரு பொறிக்கப்பட்ட நீரூற்று ஆகும், இது “ஷேப் மெமரி” எனப்படும் உலோக வகையாகும்.[{” attribute=””>alloy” (SMA) that enables MAGENTA’s rapid actuation when heated to a certain temperature. The researchers actuated the spring by electrically wiring it to a microprocessor unit that allows the frequency and duration of the stretching and contraction cycles to be programmed. The other components of MAGENTA are an elastomer matrix that forms the body of the device and insulates the heated SMA, and a “tough adhesive” that enables the device to be firmly adhered to muscle tissue.

In this way, the device is aligned with the natural axis of muscle movement, transmitting the mechanical force generated by SMA deep into the muscle. Mooney’s group is advancing MAGENTA, which stands for “mechanically active gel-elastomer-nitinol tissue adhesive,” as one of several Tough Gel Adhesives with functionalities tailored to various regenerative applications across multiple tissues.

After designing and assembling the MAGENTA device, the team tested its muscle-deforming potential, first in isolated muscles ex vivo and then by implanting it on one of the major calf muscles of mice. The device did not induce any serious signs of tissue inflammation and damage and exhibited a mechanical strain of about 15% on muscles, which matches their natural deformation during exercise.

Next, to evaluate its therapeutic efficacy, the researchers used an in vivo model of muscle atrophy by immobilizing a mouse’s hind limb in a tiny cast-like enclosure for up to two weeks after implanting the MAGENTA device on it. “While untreated muscles and muscles treated with the device but not stimulated significantly wasted away during this period, the actively stimulated muscles showed reduced muscle wasting,” said first-author and Wyss Technology Development Fellow Sungmin Nam, Ph.D. “Our approach could also promote the recovery of muscle mass that already had been lost over a three-week period of immobilization, and induce the activation of the major biochemical mechanotransduction pathways known to elicit protein synthesis and muscle growth.”

Facets of mechanotherapy

In a previous study, Mooney’s group in collaboration with Wyss Associate Faculty member Conor Walsh’s group found that regulated cyclical compression (as opposed to stretching and contraction) of acutely injured muscles, using a different soft robotic device, reduced inflammation and enabled the repair of muscle fibers in acutely injured muscle. In their new study, Mooney’s team asked whether those compressive forces could also protect from muscle atrophy. However, when they directly compared muscle compression via the previous device to muscle stretching and contraction via the MAGENTA device, only the latter had clear therapeutic effects in the mouse atrophy model.

“There is a good chance that distinct soft robotic approaches with their unique effects on muscle tissue could open up disease or injury-specific mechano-therapeutic avenues,” said Mooney.

To further expand the possibilities of MAGENTA, the team explored whether the SMA spring could also be actuated by laser light, which had not been shown before and would make the approach essentially wireless, broadening its therapeutic usefulness. Indeed, they demonstrated that an implanted MAGENTA device without any electric wires could function as a light-responsive actuator and deform muscle tissue when irradiated with laser light through the overlying skin layer. While laser actuation did not achieve the same frequencies as electrical actuation, and especially fat tissue seemed to absorb some laser light, the researchers think that the demonstrated light sensitivity and performance of the device could be further improved.

“The general capabilities of MAGENTA and the fact that its assembly can be easily scaled from millimeters to several centimeters could make it interesting as a central piece of future mechanotherapy not only to treat atrophy, but perhaps also to accelerate regeneration in the skin, heart, and other places that might benefit from this form of mechanotransduction,” said Nam.

“The growing realization that mechanotherapy can address critical unmet needs in regenerative medicine in ways that drug-based therapies simply cannot, has stimulated a new area of research that connects robotic innovations with human physiology down to the level of the molecular pathways that are transducing different mechanical stimuli,” said Wyss Founding Director Donald Ingber, M.D., Ph.D. “This study by Dave Mooney and his group is a very elegant and forward-looking example of how this type of mechanotherapy could be used clinically in the future.” Ingber is also the Judah Folkman Professor of Vascular Biology at Harvard Medical School and Boston Children’s Hospital, and the Hansjörg Wyss Professor of Bioinspired Engineering at SEAS.

Reference: “Active tissue adhesive activates mechanosensors and prevents muscle atrophy” by Sungmin Nam, Bo Ri Seo, Alexander J. Najibi, Stephanie L. McNamara and David J. Mooney, 10 November 2022, Nature Materials.
DOI: 10.1038/s41563-022-01396-x

 The study was funded by the National Institute of Dental and Craniofacial Research, the Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development, and the National Science Foundation’s Materials Research Science and Engineering Center at Harvard University.



LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Latest news

Sydney Man Sentenced for Blackmailing Optus Customers After Data Breach

Feb 08, 2023Ravie LakshmananCyber Crime / SMS Fraud A Sydney man has been sentenced to an 18-month Community Correction...

the electric car is not enough for climate goals

Two electric car manufacturers shed light on the depth of the problem with joint research. ...

Xiaomi has just launched a special edition Hello Kitty mobile, but you won’t be able to have it

Like almost all special editions, this new Xiaomi Civi 2 Hello Kitty Special Limited Edition will be confined...

பச்சோந்தி போன்ற கட்டிடப் பொருள் அதன் அகச்சிவப்பு நிறத்தை மாற்றுகிறது

Hsu குழுமம் 15 வெவ்வேறு அமெரிக்க நகரங்களில் உள்ள பொதுவான கட்டிடங்களில் எரிசக்தி செலவைக் குறைக்கும் மாதிரிகளை உருவாக்கியது, சராசரியாக, கட்டிடத்தின் மொத்த மின்சாரத்தில்...

Must read

Sydney Man Sentenced for Blackmailing Optus Customers After Data Breach

Feb 08, 2023Ravie LakshmananCyber Crime / SMS Fraud A...

Shows Like Line of Duty

line of duty is a detective drama series...