ശാസ്ത്രത്തിന് മാതൃകയായ കൊതുക്!!

ശാസ്ത്രീയമായി ആർത്രോപോഡ്സ് (Arthropods) എന്ന വിഭാഗത്തിൽപ്പെട്ടവയാണ് കൊതുകുകൾ. ഒട്ടനവധി സെൻസറുകളുള്ളൊരു ജീവിയാണ് കൊതുക്; എങ്കിലും അതിന്റെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട അവയവം പ്രോബോസ്കിസ് (Proboscis) എന്ന നീണ്ട കുഴലുപോലെയുള്ള വായഭാഗമാണ്. മൊത്തത്തിൽ ഇതിന് രണ്ടു മില്ലിമീറ്ററോളം നീളവും 80 മൈക്രോമീറ്ററോളം വീതിയും വരും. പ്രോബോസ്കിസിനെ ഒരു ചെറിയ സൂചിയെന്നു വിളിക്കാം. പ്രോബോസ്കിസിന്റെ പ്രധാനപ്പെട്ട രണ്ടു ഭാഗങ്ങളാണ് ലാബിയവും (Labium) ഫെസിക്കിളും (Fascicle). രണ്ടാമതു പറഞ്ഞ ഫെസിക്കിളാണ് വളരെ കൂർത്ത നീഡിലായി പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. ലാബിയം അതിന്റെ പുറത്തെ മുൻപോട്ടും പിറകോട്ടും നീക്കാവുന്ന കട്ടിയുള്ള ആവരണമാണ്. ഇത് ഒരിക്കലും നമ്മുടെ ശരീരത്തിൽ തുളച്ചുകയറില്ല.

ആറു സൂചികൾ കൂടിച്ചേർന്നതാണ് ഫെസിക്കിൾ എന്ന തൊലിയിൽ തുളച്ചുകയറുന്ന ഉറപ്പുള്ള ഭാഗം. ഈ ആറു സൂചികളിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ഭാഗമാണ് ലാബ്രം (labrum). ഒരു കുഴലുപോലെയുള്ള ഇതിന് 30 മൈക്രോ മീറ്റർ പുറംവ്യാസവും ഉള്ളിൽ 20 മൈക്രോ മീറ്റർ വ്യാസവുമാണുള്ളത്. പുറമേ ഒരു ഈർച്ചവാളിന്റെ ആകൃതിയോടു കൂടിയ ഈ സൂചിയാണ് രക്തക്കുഴലുകളിൽ താഴ്ന്നിറങ്ങി രക്തം വലിച്ചെടുക്കുക. ലാബ്രം മാത്രമല്ല ഫെസിക്കിൾ ഒന്നാകെയാണ് ശരീരത്തിൽ തുളച്ചുകയറുന്നത്. ഈ സൂചിവെച്ച് രക്തം വലിച്ചെടുക്കുന്ന മെക്കാനിസം മനസ്സിലാക്കിയാൽ മാത്രമേ മൈക്രോ നീഡിലിന്റെ പ്രാധാന്യം മനസ്സിലാക്കാൻ പറ്റൂ.

കൃത്യമായ സ്ഥലം കണ്ടുപിടിച്ചാൽ പിന്നെ കൊതുകു പടിപടിയായി അതിന്റെ പണികൾ ആരംഭിക്കുകയായി. പ്രോബോസ്കിസ് എന്ന നീണ്ട വായഭാഗം തൊലിയിൽ അമർത്തിവെച്ച് ചെറിയൊരു ആഴത്തിൽ ഫെസിക്കിൾ കടത്തുന്നു. ആറു സൂചികളിലൊന്നായ Hypopharynx ഉപയോഗിച്ച് ആ ഭാഗത്ത് മരവിപ്പിക്കുന്ന ഒരു രാസവസ്തു കടത്തിവിടുന്നതോടെ നമുക്ക് വേദന ഇല്ലാതാകും. അടുത്തത് ഫെസിക്കിൾ കൂടുതൽ ആഴത്തിൽ കടത്തുക എന്നതാണ്. അതിനു ലാബിയം എന്ന ഫ്ളെക്സിബിൾ ആയ പുറംതോടിന്റെ സഹായം ആവശ്യമാണ്. ഒരു ചെറിയ കമ്പനത്തിന്റെ (Vibration) അകമ്പടിയോടെ, ഏകദേശം 15 ഹേർട്സ് ആവൃത്തിയോടെയാണ് ഈ തുളച്ചുകയറ്റം നടത്തുന്നത്. നേർത്ത കമ്പനത്തോടുകൂടിയുള്ള സൂചിയുടെ തുളച്ചുകയറ്റം വേദന കുറയ്ക്കുമെന്ന് പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. ചെറിയൊരു ബലം, അതായത് 10 മുതൽ 20 വരെ മൈക്രോന്യൂട്ടൺ മാത്രമേ ഈ തുളച്ചുകയറ്റത്തിന് ഉപയോഗിക്കേണ്ടതുള്ളൂ. ഇവയെല്ലാം നമ്മുടെ വേദന കുറയ്ക്കുന്നതിന് സഹായകരമാണ്. ഇങ്ങനെ തുളച്ചുകയറിക്കഴിഞ്ഞാൽ ലാബ്രം എന്ന പ്രധാന സൂചി രക്തക്കുഴലുകൾ അന്വേഷിക്കുന്നു. രക്തക്കുഴൽ കിട്ടിക്കഴിഞ്ഞാൽ പിന്നെ ഏതാണ്ട് ഒരു 5 ഹേർട്സ് ആവൃത്തിയുള്ള കമ്പനത്തോടുകൂടി അത് തുളച്ചുകേറും. വളരെ കുറഞ്ഞ കമ്പനവും ബലവും മാത്രമേ ഇവിടെ ആവശ്യമുള്ളൂ. രക്തം എടുത്തു കഴിഞ്ഞാൽ നേരത്തേ പറഞ്ഞ Hypopharynx തന്നെ ഉപയോഗിച്ച് രക്തം കട്ടപിടിക്കാതിരിക്കാനുള്ള ഒരു രാസവസ്തു സ്പ്രേ ചെയ്യുന്നു. ബുദ്ധിമുട്ടില്ലാതെ സൂചി ഊരിയെടുക്കുന്നതിനുവേണ്ടിയാണിത്.

കൊതുകിന്റെ അത്രയും സങ്കീർണമായി രൂപപ്പെടുത്താൻ പറ്റിയിട്ടില്ലെങ്കിലും അതിൽനിന്നും പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ടുകൊണ്ട് ഒരു മൈക്രോ നീഡിൽ നമ്മളും വികസിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. ലാബ്രം എന്ന സൂചിയുടെ രൂപവും സൂചി വെക്കുന്ന സ്ഥലം മരവിപ്പിക്കുന്ന രാസവസ്തു സ്പ്രേ ചെയ്യാൻവേണ്ടിയുള്ള മറ്റൊരു സിറിഞ്ചുമാണ് ഇതിന്റെ പ്രധാന ഭാഗങ്ങൾ. ഇവിടെയും ഒരു പുറംകവർ ഉണ്ടാക്കിയിട്ടുണ്ട്. ആദ്യം വേദന ഒഴിവാക്കാനുള്ള മരുന്ന് തൊലിയുടെ അടിയിൽ കുത്തിവെച്ചതിനുശേഷം ചെറിയ വൈബ്രേഷൻ ഉപയോഗിച്ച് സൂചി പ്രവേശിപ്പിക്കുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. കൊതുകിൽനിന്നും വ്യത്യസ്തമായി രക്തം വലിച്ചെടുക്കുക മാത്രമല്ല ഇത്തരം മൈക്രോ നീഡിൽകൊണ്ടുദ്ദേശിക്കുന്നത്. ഈ സൂചി പല കാര്യങ്ങൾ ഒന്നിച്ചു ചെയ്യാൻ പറ്റുന്നവിധത്തിൽ ഡിസൈൻ ചെയ്യാൻ പറ്റിയതാണ്. പരിശോധനയ്ക്കുവേണ്ടി രക്തവും മറ്റു ഫ്ളൂയിഡുകളും ശരീരത്തിൽനിന്നും വലിച്ചെടുക്കാനും മരുന്നുകൾ ഇൻജക്റ്റു ചെയ്യാനും ഇവ ഉപയോഗിക്കാം

.

തുടക്കത്തിൽ ലോഹങ്ങൾകൊണ്ടാണ് ഇവ ഉണ്ടാക്കിയിരുന്നത്. പിന്നീട് സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡുപോലുള്ളവ ഉപയോഗിച്ചു. ഈ വസ്തുക്കളുടെയൊക്കെ പ്രധാന പ്രശ്നം ദീർഘനേരം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ രക്തം കട്ടപിടിക്കുന്നു എന്നതും അതുപോലെ കോശങ്ങൾക്കും കലകൾക്കും (Cells and Tissues) നാശം സംഭവിക്കുന്നു എന്നതുമാണ്. ഇത്തരം പ്രശ്നങ്ങളാണ് കൂടുതൽ നമ്മുടെ ശരീരത്തോടിണങ്ങുന്ന, ബയോകോംപാറ്റിബിൾ (Biocompatible) ആയ വസ്തുക്കളിലേക്കു ഗവേഷണത്തെ നയിച്ചത്. നമ്മുടെ രക്തവുമായോ ശരീരകലകളുമായോ യാതൊരു വിധത്തിലുള്ള പ്രശ്നവുമുണ്ടാക്കാത്ത, യാതൊരു രാസപ്രവർത്തനവും ഉണ്ടാക്കാത്ത വസ്തുക്കളാണിവ. ഇന്ന് മൈക്രോ നീഡിലുണ്ടാക്കാൻ ഏറ്റവും കൂടുതലുപയോഗിക്കുന്നത് ഉറപ്പുള്ള ഗ്ലാസിനെപ്പോലെ തോന്നിക്കുന്ന പോളിമെറുകളാണ്. Polycarbonate എന്ന പ്ലാസ്റ്റിക് ഇതിനൊരുദാഹരണമാണ്. കൂടാതെ പോളിമെറുകളുടെ കൂട്ടത്തിൽ ബയോകോംപാറ്റിബിളായ ഒരുപാട് ആൾക്കാരുണ്ട്. ഉപയോഗം കഴിഞ്ഞാൽ ശരീരത്തിൽ വെച്ചുതന്നെ അലിഞ്ഞുപോകുന്ന നിരുപദ്രവങ്ങളായ നാച്ചുറൽ പോളിമെറുകളും ഇതിനായി ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് ശാസ്ത്രലോകം തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. കടൽജീവികളായ ഞണ്ട്, ചെമ്മീൻ എന്നിവയുടെ തോട് നിർമിച്ചിരിക്കുന്ന കൈറ്റിൻ (Chitin) എന്ന വസ്തുവിൽനിന്നും നിർമിക്കുന്ന Chitosan എന്ന പദാർഥം മൈക്രോ നീഡിൽ ഉണ്ടാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് ഒരുപാടു പഠനങ്ങളുണ്ട്. ഇവ ഒരേസമയം ബയോകോംപാറ്റിബിളും ബയോഡീഗ്രേഡബിളുമാണ്. അതായത് യഥാക്രമം ശരീരത്തിനോടിണങ്ങിയതും പ്രകൃത്യാതന്നെ നശിച്ചുപോകുന്നതുമാണ്. ചെറിയ സൂചിയായതിനാൽ കൂടുതൽ മരുന്ന് നിയന്ത്രിതമായി കുത്തിവെക്കാൻ ഇവ കുറച്ചുകാലത്തേക്ക് ശരീരത്തിൽ നിലനിർത്തേണ്ടതുണ്ട്. അങ്ങനെയുള്ള അവസരത്തിൽ ബയോകോംപാറ്റിബിൾ-ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ മൈക്രോ നീഡിലുകൾതന്നെയാണ് അഭികാമ്യം.

ചെറിയ ചെറിയ മൈക്രോ നീഡിലുകൾ ഒരുമിച്ചു ചേർത്ത് ഒരു ബാൻഡെയ്ഡ് രൂപത്തിൽ തൊലിയിൽ ഒട്ടിച്ചുവെക്കാൻ പറ്റിയവ ഇന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാർ രൂപകല്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. ഒന്നിലധികം മരുന്നുകൾ നിയന്ത്രിതമായ അളവിൽ ശരീരത്തിൽ വേദന കൂടാതെ കുത്തിവെക്കാൻ ഇത്തരം സംവിധാനത്തിന് കഴിയും. രക്തം പരിശോധിച്ചു വേണ്ട മരുന്ന് സ്വയം കുത്തിവെക്കാൻ കഴിവുള്ള സംവിധാനം ഇതിലുണ്ടെങ്കിലോ? അത്തരമൊരു മൈക്രോ നീഡിൽ സംവിധാനം പരീക്ഷിച്ചു വിജയിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഈ സംവിധാനം നമ്മുടെ ശരീരത്തിൽ ഒട്ടിച്ചുവെച്ചാൽ രക്തത്തിലെ ഇൻസുലിന്റെ അളവ് പരിശോധിച്ച് വേണ്ട അളവ് ഇൻസുലിൻ രക്തത്തിലേക്ക് കടത്തിവിടും. ഇത്തരം സ്മാർട്ട് മൈക്രോ നീഡിലുകൾ പരീക്ഷിക്കുന്ന തിരക്കിലാണ് ഇന്ന് വൈദ്യശാസ്ത്രം.