अब्जांश तंत्रज्ञान : हृदयविकार (Nanotechnology : Heart diseases)

**हृदयाच्या भोवताली असलेले रक्तवाहिन्यांचे जाळे**

शरीरातील हृदय हे अत्यंत महत्त्वाचे रक्ताभिसरण करणारे अवयव आहे. संपूर्ण शरीरभर रक्ताचे संचारण हृदयाद्वारे होते. मानवी हृदय साधारणत: नासपती फळाच्या आकारासारखे असून हाताच्या मुठीएवढ्या आकारमानाचे असते. मानवी हृदयाचे चार विभाग असून वरच्या भागाला आलिंद व खालच्या भागाला नीलय म्हणतात. हृदयाचे नियमित आकुंचन-शिथिलन सुरू असते. त्यामुळे हृदयाचे स्पंदन ऐकू येते. सामान्य माणसाच्या हृदस्पंदनाचा दर मिनिटाला ७० एवढा आहे. रक्ताभिसरण करणाऱ्या या अवयवाची कार्यक्षमता सदैव टिकून राहणे आवश्यक असते. परंतु अतिताणतणाव, धूम्रपान, अपायकारक जीवनशैली, सदोष आहार, व्यायामाचा अभाव, लठ्ठपणा, वाढते वय आणि आनुवंशिकता इत्यादींमुळे हृदयाच्या कार्यपद्धतीत विकार निर्माण होतात. हृदयाच्या धमनीतील अडथळ्यांमुळे वेदनादायक अवस्था ‍निर्माण होते, यालाच सामान्यपणे हृदयविकार म्हणून ओळखले जाते. परंतु, हृदयविकारांचे खालीलप्रमाणे वेगवेगळे प्रकार आहेत.

(१) धमनीकाठिण्य : शरीरातील रक्त पुरवठा करणाऱ्या धमन्यांमध्ये कोलेस्टेरॉल या मेणासारख्या स्निग्ध पदार्थांचे प्रमाणाबाहेर संचयन होऊन रक्तवाहिन्या अरुंद होतात. त्यामुळे हृदयाच्या स्नायूंना ऑक्सिजन व अन्नघटक कमी मिळतात. परिणामत: रक्तप्रवाहास अडथळा येतो आणि रक्त वाहिन्यांमध्ये रक्त साकळून गुठळ्या तयार होतात.

(२) हृदयविराम : हृदय जेव्हा पंप करू शकत नाही अर्थात रक्त मागे-पुढे ढकलू शकत नसल्यास त्या अवस्थेला हृदयविराम असे म्हणतात.

(३) हृदयस्नायुविकार : या विकारात हृदयाचे स्नायू जाड होतात, हृदय विस्तारते आणि दुबळे होते.

(४) हृदयाच्या झडपांचे रोग : हृदयाच्या झडपांना छिद्र असणे, हृदयाची मर्मर ऐकू येणे किंवा हृदयाच्या झडपांचे आकुंचन होणे.

(५) हृदयाची लयहीनता : यामध्ये हृदयाच्या स्पंदनात अनियमितता दिसून येते.

(६) हृदयावरण विकार : या विकारामध्ये हृदयाभोवती असणाऱ्या दुपदरी आवरणाला जीवाणू किंवा विषाणूंचे संक्रामण होते.

(७) हृदयासंबंधित इतर आनुवंशिक आजार.

हृदयविकार असलेल्या रुग्णांमध्ये साधारणत: छाती दाटून येऊन छातीत दुखणे व वेदना होणे, अस्वस्थता जाणवणे, धाप लागणे, हृदयाचे ठोके वाढणे किंवा कमी होणे, छातीत धडधडणे, श्वास घ्यायला त्रास होणे, चालताना किंवा काम करताना दम लागणे, रात्री झोपते घाम येणे आणि थंडी वाजणे, झोपेत दम लागणे तसेच पायाचा घोटा सुजणे इत्यादी लक्षणे दिसून येतात.

अब्जांश तंत्रज्ञानाच्या साहाय्याने हृदयावरील उपचार : हृदयातील दोषांचे निदान करून उपचार करण्यात येतो. हृदयाच्या विशिष्ट ठिकाणी औषधाचे वितरण, हृदयाचे स्नायू आणि रक्तवाहिन्या यांचे रोपण यांसाठी अब्जांश तंत्रज्ञानाचा आता मोठ्या प्रमाणात वापर केला जात आहे. हृदयविकारावरील औषधोपचार किंवा शल्यचिकित्सा (शस्त्रक्रिया) यांमध्ये अब्जांश कणांचा वापर करण्यात येतो. हृदयाची कार्यक्षमता कमी झाली, तर अब्जांश अभियांत्रिकीच्या साहाय्याने कृत्रिम ऊतके वापरली जाऊन हृदयावर उपचार केले जातात. तथापि, यासाठी जैवयांत्रिकी गुणधर्म असलेली व जैवसुसंगत ऊतके तयार करणे हे मोठे आव्हान आहे.

शास्त्रज्ञांनी शरीरातील मूल पेशी (स्टेम पेशी) व हृदय मांस पेशी (Cardiomyocytes) यांचा वापर करून एक चिकट स्वरूपाचा बहुवारिक (Polymer) अब्जांश पदार्थ तयार केला आहे. हा पदार्थ अब्जांश तंतूंनी (Nanofibers) बनलेला असतो. हृदयाच्या बाधित भागांवर उपचार केल्यानंतर ठिगळ लावल्याप्रमाणे रक्तवाहिन्या व हृदय यांना जोडण्यासाठी त्यांचा वापर केला जातो. त्यामुळे हृदयाची कार्यक्षमता वाढते आणि ते औषधांना चांगला प्रतिसाद देते.

हृदय व त्यांना जोडणाऱ्या रक्तवाहिन्यासंबंधी आजार असलेल्या रुग्णांना हृदय व त्याला जोडणाऱ्या रक्तवाहिन्यांची क्षमता वाढविण्यासाठी अब्जांश पदार्थ औषध म्हणून देतात. हे औषध परजीवी जंतूंपासून हृदयाचे संरक्षण करते. रोगामुळे हृदयाचे आकुंचन झाले असेल तर शरीराला सुरळीतपणे रक्तपुरवठा होण्यात बाधा येते. अशा वेळी अब्जांश पदार्थ हृदयाच्या विशिष्ट भागाला तसेच इतर भागांना रक्तपुरवठा सुलभ करण्यास मदत करतात.

हृदय व रक्तवाहिन्यांसंबंधी रोगांचे निदान आणि उपचारांमध्ये वेगवेगळ्या आकाराच्या अब्जांश पदार्थांद्वारे रक्तवाहिन्यांमध्ये आत टोचून त्यातील दोषांचे निर्मूलन करण्याचे प्रयत्न करण्यात आले आहेत. रक्तवाहिन्यांत जेथे अडथळा असेल तेथे कडक प्लास्टिक किंवा तारेच्या जाळीचा बनविलेला नलिकेचा तुकडा (स्टेंट) बसवून अँजिओप्लास्टीद्वारे अरुंद रक्तवाहिन्यांची रुंदी वाढवून रक्तप्रवाह सुरळीत केला जातो. रक्तवाहिन्यांमधील गुठळ्या आकाराने मोठ्या असतील तर हृदयातील रक्तप्रवाहात अडथळे निर्माण होतात. अशा वेळी छातीचा पिंजरा उघडतात (Open Heart Surgery) आणि त्या ठिकाणी रुग्णाच्या मांडीतील किंवा हातातील चांगल्या रक्तवाहिन्यांचा काप घेऊन शस्त्रक्रियेने त्यांचा जोड देऊन हृदयाचा रक्तपुरवठा पुन्हा सुरळीत करतात. यालाच ‘पर्यायी मार्गनिर्मिती शस्त्रक्रिया’ (बायपास सर्जरी) असे म्हणतात. पूर्वी अशी शस्त्रक्रिया रुग्णाच्या जिवाच्या दृष्टीने अतिशय जोखमीची असे. परंतु, अब्जांश तंत्रज्ञानातील प्रगतीमुळे शस्त्रक्रियेसाठी वापरली जाणारी उपकरणे तसेच आत रोपण करावयाचे भाग लहान आकाराचे झाले आहेत. त्यामुळे अशा शस्त्रक्रियांचेवेळी रुग्णाच्या जिवाला असलेला धोका कमी झाला आहे.

हृदयविकारांच्या लक्षणांवरून विद्युत हृल्लेखन काढणे (ECG) ही प्राथमिक चाचणी करण्यात येते. तसेच स्वनातीत लहरींचा वापर करून द्विमितीय विद्युत हृल्लेखन, चुंबकीय अनुस्पंदन प्रतिमा (MRI) इलेक्ट्रॉन शलाका संगणकीकृत छेददर्शन (EBCT) यांसारख्या चाचण्या हृदयविकारांच्या स्वरूपावरून करण्यात येते.

रेणवीय प्रतिमा (MI–Molecular Imaging) किंवा जैवचिन्ह (Biomarkers) या प्रकारांच्या चाचण्या सामान्यत: हृदयविकाराचे निदान करण्यासाठी वापरल्या जातात. तथापि या चाचण्या रोगाच्या प्रारंभिक अवस्थेसाठी संवेदनशीलता आणि अचूकता अशा बाबींचा विचार करता विश्वसनीयतेच्या कसोटीवर अजून पूर्णत: उतरत नाहीत. सध्या हृदय आणि रक्तवाहिन्यांसंबंधी रोग (CVD–Cardio Vascular Diseases) निदानासाठी वापरली जाणारी ‘हृदयाची जैविक क्षमता’ चाचणी (Biological capacity of heart) आणि हृदयाची प्रतिमा मिळविणे यासाठी वर उल्लेखलेल्या तंत्राचा चांगला वापर केला जातो. हृदयामधील विशिष्ट प्रथिने शोधण्यासाठी (Immunoassays) आणि रेणवीय प्रतिमांची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी अब्जांश तंत्रज्ञानाचा वापर मोठ्या प्रमाणावर होत आहे.

भविष्यातील हृदयरोग उपाय : हृदयाची पंपिंग करण्याची क्षमता मोजण्यासाठी निष्कासन अपूर्णांक (EF, Ejection Fraction) हे गुणोत्तर वापरलेजाते. याला पंपिंगचा दर असेही म्हणतात. हे गुणोत्तर जर ५५–७५% च्या दरम्यान असेल तर आरोग्याच्या दृष्टीने ठीक (Normal) मानले जाते. परंतु, हे गुणोत्तर जर ५०% च्या खाली गेले तर ती चिंतेची बाब ठरते. अब्जांश पदार्थ वापरून हा पंपिंगचा दर आता वाढवता येणे शक्य होईल. त्यासाठी लागणारी अब्जांश पदार्थ औषधे तयार करण्याचे प्रयत्न सध्या संशोधक करीत आहेत. त्यात यश मिळाल्यावर हृदयविकारांवर यशस्वी रीत्या उपचार करणे अधिक सुकर होणार आहे.

पहा : हृदय (पूर्वप्रकाशित).

संदर्भ :