नासा अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी और मधुमेह

नासा अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी और मधुमेह में क्या आम है? काफी, वास्तव में।

नासा और मधुमेह प्रौद्योगिकी के बीच संबंध हाल ही में मधुमेह प्रौद्योगिकी सोसाइटी की वार्षिक बैठक में एक विशेष विषय था, बेथेस्डा, एमडी में 14-16 नवंबर को आयोजित किया गया था। उस # 2019DTM सभा में, नासा के एक चिकित्सक ने वर्षों से कुछ अधिक उल्लेखनीय टेक ओवरलैप्स को फिर से तैयार किया और वर्तमान परियोजनाओं के बारे में बात की।

"आप आश्चर्यचकित हो सकते हैं कि नासा यहाँ क्या कर रहा है, और अंतरिक्ष और मधुमेह एक साथ कैसे फिट होते हैं," डॉ। विक्टर श्नाइडर ने कहा, वाशिंगटन डीसी में नासा के बायोमेडिकल रिसर्च और काउंटरमेशर्स प्रोग्राम के लिए अनुसंधान चिकित्सा अधिकारी “नासा एक प्रौद्योगिकी संगठन है, और हमने किया है। लंबे समय से मधुमेह और प्रौद्योगिकी में रुचि है, क्योंकि ऐसे विशिष्ट अनुप्रयोग हैं जो मधुमेह और व्यक्तिगत स्वास्थ्य पर लागू होते हैं, और यह महत्वपूर्ण है क्योंकि हम इन मिशनों के लिए तैयार करते हैं। ”

नासा सक्रिय रूप से स्वास्थ्य संबंधी प्रौद्योगिकियों की खोज कर रहा है क्योंकि यह 2024 तक चंद्रमा पर मानव-नेतृत्व वाले मिशनों और 2035 तक मंगल ग्रह पर, सौर प्रणाली के मानव विस्तार के लिए उनकी नई अंतरिक्ष नीति निर्देशात्मक कॉलिंग के भाग के रूप में सक्रिय है। उनका शोध भविष्य के मिशनों के लिए अंतरिक्ष यात्रियों और अंतरिक्ष यान को बेहतर ढंग से लैस करना है।

नासा और मधुमेह का इतिहास

दुर्भाग्य से अभी भी इंसुलिन-निर्भर मधुमेह वाले लोगों के लिए अंतरिक्ष यात्री बनना असंभव है, हालांकि वे निश्चित रूप से अन्य नासा भूमिकाओं में काम कर सकते हैं, जैसे उड़ान नियंत्रक।

लेकिन पिछले कई दशकों में हमने डायबिटीज की दुनिया में लागू नासा तकनीक के रोमांचक अनुप्रयोगों को देखा है - इंसुलिन निर्माण को प्रभावित करने वाले अंतरिक्ष माइक्रोग्रैविटी से, अंतरिक्ष यात्रियों के स्वास्थ्य और बायोमेट्रिक्स की निगरानी के लिए लगातार ग्लूकोज मॉनिटरों का उपयोग किया जाता है, आइलेट्स एनकैप्सुलेशन और इंप्लांटेबल इंसुलिन पंपों के लिए अंतरिक्ष यान डिजाइन से अनुकूलित किया गया है।

दिलचस्प ऐतिहासिक tidbit: यह वास्तव में 33 साल पहले यह पिछले हफ्ते (10 नवंबर, 1986 को) था, कि NASA समर्थित मधुमेह प्रौद्योगिकियों में से एक - मिनीमेड द्वारा विकसित एक इंसुलिन इंसुलिन पंप - जिसने पहले मानव रोगी में अपना रास्ता पाया।

2000 के दशक की शुरुआत में, नासा सार्वजनिक रूप से डायबिटीज से जुड़े हार्मोन के प्रतिरोध को लेकर शोध में शामिल था, जो डायबिटीज ड्रग डिज़ाइन के लिए लक्षित प्रोटीनों के लिए सभी तरह से जुड़ा हुआ था।

2006 में, एक प्रेस घोषणा में कहा गया था: "नासा और विश्वविद्यालय मधुमेह से लड़ने के लिए जुड़ें।" जॉर्ज वॉशिंगटन यूनिवर्सिटी और कॉर्नेल यूनिवर्सिटी में काम चूहों से बीटा कोशिकाओं के इलेक्ट्रॉन फोटोमिकोग्राफ (एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से छवियां) और ग्लूकोज की कोशिकाओं की प्रतिक्रिया का विश्लेषण करने पर केंद्रित था।

और 2012 में, काम को वास्तव में बहुत विज्ञान-कल्पना मिली, जिसमें मोबाइल फोन जैसी परियोजनाएं थीं जो आपकी सांस से मधुमेह का पता लगा सकती थीं।

"स्पेस-एज इंसुलिन पंप"

क्या आप जानते हैं कि आरंभिक इंसुलिन पंप प्रौद्योगिकी नासा और सैन्य अंतरिक्ष प्रणालियों पर अनुसंधान और विकास के काम से आई थी? यूप, तथाकथित प्रोग्रामेबल इंप्लांटेबल मेडिकेशन सिस्टम एक नन्हा, माइक्रो-मिनिरलाइज्ड फ्लुइड कंट्रोल सिस्टम था, जिसे शुरू में 70 के दशक में मार्स वाइकिंग स्पेसक्राफ्ट मिशन के दो के आसपास जीवन खोज के अनुभवों में इस्तेमाल किया गया था। मीडिया इस बात से रोमांचित था, इस तरह के "स्पेस-एज इंसुलिन पंप मधुमेह रोगियों के लिए एक लिफ्ट बन सकता है" शिकागो ट्रिब्यून 20 नवंबर, 1986 को।

जब वे अंतरिक्ष में यात्रा करने और अंतरिक्ष यात्रियों के स्वास्थ्य की निगरानी की चुनौतियों से उबरने के लिए खोज कर रहे थे, तब नासा के शोधकर्ताओं ने महत्वपूर्ण संकेतों की निगरानी के लिए इस प्रकार की तकनीक की ओर रुख किया - और आखिरकार इस इम्प्लांटेबल इंसुलिन पंप के असैनिक तकनीकी विकास में खर्च किया गया। बाद में, इस क्षेत्र में गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर के काम के परिणामस्वरूप, चिकित्सा विशेषज्ञ प्रत्यारोपण योग्य डिवाइस बनाने में सक्षम थे जो ग्लूकोज के स्तर की निगरानी कर सकते हैं और जब एक अंतरिक्ष यात्री को इसकी आवश्यकता हो तो इंसुलिन देने के लिए संकेत भेज सकते हैं।

स्पष्ट करने के लिए, इंप्लांटेबल इंसुलिन पंप आज ​​के पारंपरिक इंसुलिन पंपों के समान नहीं है जो कि एक छोटी सुई के माध्यम से त्वचा में फंस जाते हैं जो कि जलसेक सेट का हिस्सा है। बल्कि, यह एक छोटी बैटरी-चालित इकाइयाँ है जो एक छोटे धातु की हॉकी पक की तरह दिखती है, जिसे त्वचा के नीचे ऊतक की जेब में शल्य प्रक्रिया में प्रत्यारोपित किया जाता है, जहां यह कैथेटर के माध्यम से बेसल इंसुलिन पहुंचाती है। आम तौर पर, यह एक केंद्रित इंसुलिन की तीन महीने की आपूर्ति करता है, और एक चिकित्सक द्वारा इसे शरीर से निकाले बिना पूरा किया जा सकता है। नए इम्प्लांटेबल पंप की जरूरत से पहले बैटरी कई वर्षों तक चल सकती है। रोगी एक वायरलेस नियंत्रक ले जाता है जो एक पारंपरिक मेडट्रॉनिक ट्यूब पंप पंप जैसा दिखता है, जिसका उपयोग भोजन और सुधार के लिए बोलोस खुराक प्रोग्राम करने के लिए किया जाता है।

बहुत अच्छा लगता है, नहीं?

बेशक, इतिहास अब एक कहानी बताता है कि इंसुलिनल इंसुलिन पंप कैसे था, यह नासा और मधुमेह के मधुमेह विशेषज्ञों द्वारा अनुमान लगाया गया था।

पहला मिनीमेड इम्प्लांटेबल इंसुलिन पंप 1986 में विकसित किया गया था, लेकिन यह लगभग एक दशक बाद तक नहीं था कि डिवाइस को यूरोप में नियामक स्वीकृति मिली थी। जैसा कि मिनीमेड ने अमेरिका और विश्व स्तर पर अपनी तकनीक में सुधार किया है, और अधिक रोगियों ने उपकरणों का उपयोग करना शुरू कर दिया है। मिनीमेड ने अंततः 2000 में नए मॉडल जारी किए जिसमें मेमोरी और लंबी बैटरी लाइफ में सुधार हुआ था।

2001 में जब मेडम्रोनिक ने मिनीमेड को खरीदा तो सब कुछ बदल गया, और आने वाले वर्षों में केवल न्यूनतम सुधार किए गए। 2007 में, मेडट्रॉनिक ने घोषणा की कि यह इंप्लांटेबल इंसुलिन पंप अवधारणा के लिए अपने नैदानिक ​​अनुसंधान एवं विकास को पूरी तरह से बंद कर देगा। यह उपयोगकर्ताओं को या तो अन्य उपचार विकल्पों को खोजने के लिए मजबूर करता है, या किसी जगह की यात्रा करने के लिए वे डिवाइस को फिर से भर सकते हैं, या आवश्यकतानुसार बदल सकते हैं। वर्ष बीतने के साथ आपूर्ति तेजी से सीमित होती जा रही है, क्योंकि मेडट्रॉनिक केवल अंतरराष्ट्रीय स्तर पर इन इंप्लांटेबल उपकरणों की कम संख्या की आपूर्ति कर रहा है, बजाय इसके बाहरी इंसुलिन पंप और बंद लूप तकनीक पर ध्यान केंद्रित किए।

अब हमने बताया कि मेडट्रॉनिक ने उस आईपी को सैन डिएगो स्टार्टअप फिजियोएलोगिक डिवाइसेस को हस्तांतरित करने के लिए बातचीत की है। उस कंपनी के मुख्य कार्यकारी अधिकारी ग्रेग पीटरसन - 90 के दशक की शुरुआत से ही इंप्लांटेबल इंसुलिन पम्पर था! - 2019 की शुरुआत में लिया गया और वे कहते हैं कि "हमारे राज्य के अत्याधुनिक इंसुलिन पंप को विकसित करने के लिए एक बहु-वर्षीय ट्रैक है, जो दूसरी पीढ़ी में, हमारे अनुकूलित एल्गोरिथ्म के माध्यम से एक सतत ग्लूकोज मॉनिटर से लिंक होगा।" JDRF से हालिया फंडिंग और इस अनुसंधान एवं विकास को जारी रखने के बारे में यूरोपीय अनुसंधान समिति के साथ बैठक के साथ, पीटरसन आशावादी हैं।

डायबिटीज ब्रह्माण्ड में आज भी एकमात्र अंतरिक्ष-व्युत्पन्न तकनीक नहीं देखी गई है, बेशक…

शून्य गुरुत्वाकर्षण से सेल एनकैप्सुलेशन नवाचार

नासा द्वारा बनाई गई एक आकर्षक परियोजना में आइलेट सेल इनकैप्सुलेशन शामिल है, जिसने एक पूर्व अंतरिक्ष यात्री और मधुमेह शोधकर्ता को उस क्षेत्र में तीन दशकों के काम के आधार पर अपनी खुद की कंपनी का पता लगाया। डॉ। टेलर वांग ने नैशविले, TN में वेंडरबिल्ट यूनिवर्सिटी में अंतरिक्ष में अपने अप्रैल 1985 के अवलोकन के आधार पर एनकैप्सुलाइफ नामक जैव-कृत्रिम अग्न्याशय पैच पर अपना काम शुरू किया।

हां, वह सचमुच में बीमार अंतरिक्ष यान शटल चैलेंजर पर शून्य गुरुत्वाकर्षण में शोध कर रहा था। वांग, कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी की जेट प्रोपल्शन लैबोरेटरी का नेतृत्व कर रहे थे, जब उन्हें नासा द्वारा पेलोड स्पेशलिस्ट के रूप में चुने जाने के लिए चुना गया था और माइक्रो-ग्रेविटी रिसर्च पर केंद्रित एक सप्ताह के एसटीएस-51-बी मिशन पर सात अंतरिक्ष यात्रियों में से एक था। इस मिशन ने उन्हें अंतरिक्ष में जाने वाला पहला जातीय चीनी व्यक्ति बनाया।

जेडीआरएफ जैसे अनुसंधानकर्ताओं के अनुसार "पॉलिमर कैप्सूल ग्रोथ एंड परफॉर्मेंस" के क्षेत्र में वांग ने जो देखा, वह अद्वितीय और औपचारिक था। उन्होंने अध्ययन किया कि कैसे घूमने वाले गोल आकार की आकृतियाँ शून्य गुरुत्वाकर्षण का व्यवहार करती हैं और उन्होंने पाया कि पानी की बूंदें किनारों की ओर बढ़ने के बजाय गोले के केंद्र की ओर जाएँगी। इस अवलोकन के आधार पर, 1990 के दशक में उन्होंने एक इम्युनो-आइसोलेशन एनकैप्सुलेशन सिस्टम बनाया, जो जीवित कोशिकाओं की रक्षा करता है और उन्हें किसी भी इम्यूनो-दमन दवाओं की आवश्यकता के बिना उनके सेल फ़ंक्शन को बनाए रखने देता है, जिनके इतने नकारात्मक दुष्प्रभाव हैं।

पैच एनकैप्सुलिफ़ पैच को एक उच्च-तकनीक "पैनकेक" के रूप में कल्पना की गई थी जो मल्टी-लेयर पॉलिमर कैप्सूल से बनी थी जो ट्रांसप्लांट होस्ट को फिट करने के लिए विभिन्न आकारों में बनेगी। एक सिल्वर डॉलर के आकार के बारे में, यह त्वचा के नीचे प्रत्यारोपित किया जाएगा, जिसमें दसियों हज़ारों एन्कैप्सुलेटेड जीवित आइलेट कोशिकाओं (सूअरों या मानव वयस्क स्टेम कोशिकाओं से प्राप्त) को रखा जाएगा। यह किसी भी ऑटो-प्रतिरक्षा हमले से आइलेट्स की रक्षा करेगा, जिगर से पाचन ग्लूकोज का स्वागत करता है और इंसुलिन का उत्पादन करने के लिए आइलेट्स को उत्तेजित करता है और इसे डायबिटिक व्यक्ति के सिस्टम में स्वचालित रूप से स्रावित करता है - ठीक एक सामान्य कामकाजी अग्न्याशय की तरह।

Encapsulife लोगों का कहना है कि "स्पेस कैप्सूल" वास्तव में इस पैच के लिए सबसे अच्छा सादृश्य है कि यह कैसे काम करता है: कैप्सूल के अंदर रहने वाला जो शत्रुतापूर्ण या विदेशी वातावरण में तैरता है।

वांग ने 90 के दशक में कृन्तकों का उपयोग करते हुए सफल अध्ययन के पहले दौर का प्रदर्शन किया, और एक दशक बाद 2007 में उन्होंने पाया कि मधुमेह के कुत्तों को सामान्य उपवास रक्त शर्करा के साथ सात महीने तक इंसुलिन से दूर ले जाया जा सकता है। सबसे हाल ही में 2013 में, वांग ने मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल में डॉ। जेम्स मार्कमैन के साथ मिलकर काम किया, ताकि छोटे बंदरों में डायबिटीज का मुकाबला करने के लिए जीवित सेल पैच का उपयोग किया जा सके।

"नासा के शटल, स्पेसलैब 3 के बिना, और माइक्रो-गुरुत्वाकर्षण अनुसंधान के शुरुआती अनुवर्ती हमारे जैव-चिकित्सा अग्रिमों में से कोई भी, मानव जाति को भारी चिकित्सा लाभ प्रदान करने के वादे के साथ, पारित करने के लिए आया होगा," डॉ वांग ने पहले बताया ।

2014 में अमेरिकी पेटेंट प्राप्त करने के बाद से हमने एनकैप्सुलिफ़ से बहुत नया नहीं देखा था, लेकिन हमने बताया कि विकास कार्य जारी है, और इस साल के शुरू में एक सेवानिवृत्त बैंकर - लैरी लक्स - ने स्टार्टअप के अध्यक्ष का पद संभाला। हम आगे देखने के लिए आगे आते हैं।

बाहरी अंतरिक्ष में इंसुलिन बढ़ रहा है?

एक और आकर्षक नासा-जनित परियोजना अंतरिक्ष में इंसुलिन क्रिस्टल बढ़ा रही थी।

90 के दशक के उत्तरार्ध में, एक अंतरिक्ष यान पर इंसुलिन क्रिस्टल के अध्ययन के बारे में कहानियां थीं और उन तरीकों से उगाई गईं जो पहले पृथ्वी पर नहीं देखी जाती थीं। अंतरिक्ष में 1994 के इंसुलिन क्रिस्टल के विकास के प्रयोग के परिणाम ने "मधुमेह की नई समझ" का वादा किया, जो संभवतः बाहरी अंतरिक्ष में विकसित किए गए इंसुलिन इंजेक्शन को कम करने का एक तरीका था।

न्यूयॉर्क के एक शोधकर्ता ने कहा, "अंतरिक्ष में विकसित इंसुलिन क्रिस्टल ने हमें नई, पहले कभी नहीं देखी गई जानकारी प्रदान की है।" "परिणामस्वरूप, अब हमारे पास इंसुलिन की अधिक विस्तृत तस्वीर है।"

बर्मिंघम, एएल के एक अनुसंधान केंद्र में "मधुमेह के नियंत्रण के लिए नए चिकित्सीय इंसुलिन उपचार" के विकास में उपयोग की जाने वाली नई जानकारी का उपयोग किया गया था, जिसने नासा के वाणिज्यिक अंतरिक्ष केंद्र मैक्रोमोलेक्युलर क्रिस्टलोग्राफी केंद्र के साथ भागीदारी की थी। यह नासा के मार्शल स्पेस फ्लाइट सेंटर में माइक्रोग्रैविटी रिसर्च प्रोग्राम ऑफिस के भीतर अंतरिक्ष उत्पाद विकास कार्यालय द्वारा प्रबंधित नासा के 10 वाणिज्यिक अंतरिक्ष केंद्रों में से एक था।

काश, उन आशाजनक सुर्खियों के बावजूद, उन अंतरिक्ष-विकसित क्रिस्टल से प्राप्त एक नए प्रकार का इंसुलिन कभी भी भौतिक नहीं हुआ। फिर भी, नासा ने जोर देकर कहा कि इस शोध से इंसुलिन कैसे काम करता है और स्वास्थ्य पर इसके प्रभाव के बारे में बेहतर समझ प्राप्त हुई है, जो उन्हें अंतरिक्ष में विस्तारित मानव मिशनों के लिए तैयार करने में मदद कर सकता है।

जैसा कि नासा यह कहता है: "नए उत्पादों या सेवाओं को विकसित करने के लिए अंतरिक्ष-आधारित अनुसंधान के लाभों का फायदा उठाने के लिए निजी उद्योगों को प्रोत्साहित करने के लिए अंतरिक्ष पर्यावरण के अद्वितीय अनुसंधान अवसर उपलब्ध कराए जाते हैं।"

यह सभी बहुत ही ट्रेक ट्रेक (या यदि आप चाहें तो बज़ लाइटियर), लेकिन यह भी बहुत महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए इस वर्तमान 2019 नासा ट्विन अध्ययन को लें जिसने मधुमेह और किडनी रोग पर नए निष्कर्षों का खुलासा किया है।

किसने सोचा होगा? नासा द्वारा Earthlings से मधुमेह के लिए एक बड़ा धन्यवाद उनके चल रहे योगदान के लिए।

अनंत की ओर और उससे परे!