Dermal patch
ત્વચીય પેચ અથવા ત્વચાનો પેચ એ માનવ ત્વચા પર મૂકવામાં આવેલ એક ઔષધીય એડહેસિવ પેચ છે જે ત્વચામાં દવા પહોંચાડે છે. આ ટ્રાન્સડર્મલ પેચથી વિપરીત છે, જે ત્વચા દ્વારા અને લોહીના પ્રવાહમાં દવા પહોંચાડે છે. લોકપ્રિય ઉપયોગો ફ્લેક્ટર (ડિક્લોફેનાક ઇપોલામાઇન) પેચ એ નાના તાણ, મચકોડ અને ચેપને કારણે તીવ્ર દુખાવાની સારવાર માટે NSAID સ્થાનિક પેચ છે. તેનો ઉપયોગ ફાઈબ્રોમીઆલ્ગીઆ અને સંધિવા સહિત NSAIDs થી લાભ થતી લાંબી પરિસ્થિતિઓ માટે પીડા અને બળતરાની સારવારમાં પણ થાય છે. લિડોડર્મ તરીકે વેચાતા લિડોકેઇન પેચો, દાદર (હર્પીસ ઝોસ્ટર) ની પેરિફેરલ પીડાને દૂર કરે છે. તે સામાન્ય રીતે તીવ્ર ઇજાઓ અને ક્રોનિક પીડાથી પીડા માટે ઓફ-લેબલ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતું હતું, જો કે 12 કલાકના ઉપયોગ પછી 12 કલાક માટે તેને દૂર કરવાની જરૂરિયાત દ્વારા મર્યાદિત હતું. કેટલાક પ્રાયોગિક અભ્યાસો દૂષિત વ્યાપારી ત્વચા કલમના પેચોમાં સ્થાનિક એન્ટિબાયોટિક વિતરણ માટે સિરામિક ત્વચીય પેચોના ઉપયોગની તપાસ કરે છે, અને દાંતની શસ્ત્રક્રિયા પછી ગુંદરમાં સ્થાનિક એન્ટિબાયોટિક પહોંચાડવા માટે એન્ટિબાયોટિક ત્વચીય પેચોની તપાસ કરે છે. નવીન બાયોમટેરિયલ્સ સિલ્ક સ્પાઈડર સિલ્ક રિસર્ચ 2016 માં, યુનિવર્સિટી ઓફ નોટિંગહામના એક અભ્યાસમાં પ્રથમ કૃત્રિમ સ્પાઈડર સિલ્કનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું જે કાર્યાત્મક રીતે કુદરતી રીતે કાંતેલા સ્પાઈડર સિલ્ક જેવું જ છે. બિન-કુદરતી મેથિઓનાઇન એનાલોગ એલ-એઝિડોહોમોઅલાનાઇન (એલ-અહા) અને આનુવંશિક રીતે સુધારેલા ઇ-કોલી કોષોનો ઉપયોગ કરીને, ફિલામેન્ટ બનાવવા માટે જરૂરી પરિસ્થિતિઓ હેઠળ સ્વ-એસેમ્બલિંગ પ્રોટીનનું ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું હતું. આ પરિસ્થિતિઓ પર વર્ષો પહેલા જે. જોહાનસન અને સ્પાઈડર સિલ્ક પ્રોટીનના ઉત્પાદનનો અભ્યાસ કરતા સહકાર્યકરો દ્વારા સંશોધન કરવામાં આવ્યું હતું. અભ્યાસમાં ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રોટીન એ પ્રકૃતિમાં જોવા મળતા રેશમના મોનોમર્સનું નાનું સંસ્કરણ છે જે સમાન રીતે વર્તે છે; ફેરફારોને કારણે, તેઓ પ્રોટીન 4RepCT ના કાર્યાત્મક પ્રદેશોને વ્યક્ત કરવામાં સક્ષમ હતા, જે ફિલામેન્ટની ધરી સાથે નર્સરી-વેબ સ્પાઈડરમાંથી મેળવેલ સ્વ-એસેમ્બલિંગ રિકોમ્બિનન્ટ ડ્રેગલાઇન રેશમ પ્રોટીન છે. પદ્ધતિઓ 4RepCT પ્રોટીનને કાર્યરત કરવાની પદ્ધતિઓ સફળ રહી છે, પરંતુ જૈવિક વાતાવરણમાં સ્થિર પ્રોટીન કાર્યાત્મકતાના વિશ્વસનીય ઉત્પાદનના માર્ગમાં નહીં કે જેને ટ્યુન અને સંશોધિત પણ કરી શકાય છે. રેશમના જનીનોમાં કાર્યાત્મક પેપ્ટાઇડ અનુક્રમોનું આનુવંશિક સંમિશ્રણ અને એમિનો એસિડ બાજુની સાંકળો પર કાર્યાત્મક અણુઓનું રાસાયણિક જોડાણ એ માત્ર બે પદ્ધતિઓ છે જે હાલમાં ટ્યુન કરી શકાય તેવી કાર્યક્ષમતા સાથે કાર્યાત્મક 4RepCT પ્રોટીન પ્રાપ્ત કરવા માટે જાણીતી છે. પ્રથમ અભિગમનો ફાયદો એ છે કે રેશમના અનુવાદ પછીની હેરફેરને ઓછી કરવામાં આવે છે. કમનસીબે, જનીનની ઉચ્ચ જી. સી. (ગુઆનાઇન-સાયટોસિન) સામગ્રીને કારણે આનુવંશિક હેરફેર પડકારજનક છે જે અનુલેખન ભૂલો તરફ દોરી જાય છે. આ પદ્ધતિ 25 kDa 4RepCT રેશમ પ્રોટીન દીઠ એક લિગાન્ડ-બંધનકર્તા સાઇટ પર કાર્યાત્મક બંધનકર્તા સાઇટ્સના પ્રસારને પણ મર્યાદિત કરે છે. એન્ટિબોડીઝ જેવા મોટા એડેપ્ટર પ્રોટીનનો ઉપયોગ વધુ બંધનકર્તા સાઇટ્સ પ્રદર્શિત કરવા માટે થઈ શકે છે, પરંતુ તેને શક્ય ઉકેલ માનવામાં આવતો નથી. આ પદ્ધતિ 4RepCT પ્રોટીનનું ઉત્પાદન કરતી હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે જે કુદરતી સ્પાઇડ્રોઇન પ્રોટીન કરતાં વધુ કોષ સંલગ્નતા ધરાવે છે અને વિવિધ એન્ટિમાઇક્રોબાયલ ગુણધર્મો ધરાવે છે. બીજી પદ્ધતિ, રેશમના પ્રોટીનના રાસાયણિક ફેરફારના પરિણામે ઉપયોગના આધારે મજબૂત અથવા સંવેદનશીલ લિંકરનો ઉપયોગ કરીને કાર્બનિક અને ઓર્ગેનોમેટાલિક લિગાન્ડ્સની વિશાળ શ્રેણીની કેટલીક નકલો સહસંયોજક જોડાણમાં પરિણમી જોઈએ. આ પદ્ધતિનો પડકાર એ છે કે 4RepCT પ્રોટીન સ્થળ-વિશિષ્ટમાં ફેરફાર કરવો મુશ્કેલ છે. ચોક્કસ સ્થળ લક્ષ્યીકરણ માટે અવશેષોને બાકીના રેશમ પ્રોટીન માટે સુલભ અને રાસાયણિક રીતે બાયોઓર્થોગોનલ બનાવવા માટે પણ સંશોધિત કરવાની જરૂર છે. સાયટોસિન અવશેષોનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે માઈકલ એડિશન દ્વારા આ પ્રકારના જોડાણ માટે થાય છે, પરંતુ તેઓ વિનિમય પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે જે તેમને જૈવિક વાતાવરણમાં લાંબા સમયગાળા માટે અસ્થિર બનાવે છે. આ બે પદ્ધતિઓ જૂની થઈ ગઈ છે પરંતુ એ હકીકતને માન્ય કરવામાં ઉપયોગી રહી છે કે 4RepCT ને સેલ્યુલર સંલગ્નતા, એન્ટિમાઇક્રોબાયલ શક્તિ અને તેની સાથે જોડાયેલા અણુ અથવા દવાના પ્રકારનાં મહત્વપૂર્ણ ક્ષેત્રોમાં ટ્યુન કરી શકાય છે. પાછળથી એઝાઇડ કાર્યાત્મક જૂથોને ઇ. ડી. સી./એન. એચ. એસ. કપલિંગનો ઉપયોગ કરીને ડ્રેગલાઇન સિલ્ક પ્રોટીનના એન-ટર્મિનલ સાથે સંયોજિત કરવામાં આવ્યા હતા, જે ઉન્નત કોષ સંલગ્નતા સાથે ગ્લાયકોપોલિમર-સંયોજિત ફિલ્મો અને નિયંત્રિત માઇક્રો-આર્કિટેક્ચર સાથે ડીએનએ-સિલ્ક ચિમેરા આપે છે. આ સાથે સશસ્ત્ર, આ અભ્યાસમાં સંશોધકોએ 3 L-Aha અવશેષોને 4RepCT માં સામેલ કરવાની તપાસ કરી, જે પરિણામ આપે છે. એલ-આહાની એઝાઇડ બાજુની સાંકળો ફોસ્ફીન રીએજન્ટ્સ સાથે સ્ટૉડિંગર બંધન અને કોપર (I)-ઉત્પ્રેરિત એઝાઇડ-આલ્કાઇન સાયક્લોડેશન (ક્યુએએસી) અથવા ક્લિક પ્રતિક્રિયાઓમાં સ્ટ્રેઇન પ્રમોટેડ એઝાઇડ-આલ્કાઇન સાયક્લોડેશન (એસપીએએસી) દ્વારા ઘણાં વિવિધ કાર્યાત્મક અણુઓ સાથે અત્યંત ચોક્કસ અને કાર્યક્ષમ સાઇટ-વિશિષ્ટ જોડાણને મંજૂરી આપે છે. પસંદગીની ક્લિક પ્રતિક્રિયાઓ ક્યુએએસી અને એસપીએએસી બંને સામાન્ય ક્લિક પ્રતિક્રિયાઓ છે જે ઘણીવાર ક્લિક રસાયણશાસ્ત્રમાં વિનિમયક્ષમ હોય છે. તે સારી રીતે જાણીતું છે કે અંતઃકોશિક ક્યુ (I) સાયટોટોક્સિક છે, જેનો અર્થ છે કે ક્યુએએસી એ ઇન-વિવો કાર્યક્રમો તરફ દોરી જતા સંશોધન માટે એસપીએએસી ક્લિક પ્રતિક્રિયાઓ જેટલું સામાન્ય નથી. આ અભ્યાસ માટેના સંશોધકોએ કેટલાક કારણોસર ઇન-વિવો કાર્યક્રમો કરવાના આ સંશોધનના હેતુ હોવા છતાં, ક્યુએએસીનો ઉપયોગ કરવાનું નક્કી કર્યું. પ્રથમ, માત્ર 2 ગ્લુટામિક એસિડ અવશેષો અને કોઈ હિસ્ટિડીન અવશેષો (Cu (I) માટે ઉચ્ચ આકર્ષણ ધરાવતા બે અવશેષો) ન હોવાને કારણે તાંબુ પ્રોટીનથી બંધાયેલ હોવાની સંભાવના ઓછી છે. આ અવશેષો થિયોરેડોક્સિનમાં હાજર હોય છે; જે સંશ્લેષણ દરમિયાન 4RepCT પ્રોટીન સાથે સંયોજિત દ્રાવ્ય ફ્યુઝન ભાગીદાર છે. જો કે, આનાથી કોઈ સમસ્યા થતી નથી કારણ કે થ્રોમ્બિન સાથે સ્વ-સંયોજન પ્રતિક્રિયાને ટ્રિગર કરવા માટે થિયોરેડોક્સિન દૂર કરવામાં આવે છે જે ફાઇબરની રચનામાં પરિણમે છે. ક્યુ (આઇ) ભરેલા થિયોરેડોક્સિનને દૂર કરવાથી રેશમના માળખામાંથી લગભગ તમામ તાંબુ દૂર થાય છે. સંશોધકોએ ઇ. ડી. ટી. એ. ધરાવતા બફર દ્વારા અને ટી. એચ. પી. ટી. એ. (જે તાંબાના આયનોને સ્થિર કરે છે) નો ઉપયોગ કરીને, તાંબાના આયનોના વજનના નિશાન દ્વારા ક્યુ (આઇ) ને વધુ દૂર કરવામાં પરિણમે છે. બીજું, ક્યુએએસી ક્લિક પ્રતિક્રિયાઓમાં એસપીએએસીને પાછળ છોડી દે છે જ્યાં 4આરઈપીસીટી જેવા ઉચ્ચ સાયટોસિન સામગ્રીવાળા પ્રોટીન હાજર હોય છે. SPAAC પ્રક્રિયા, 4RepCT જેવા પ્રોટીનની હાજરીમાં, ઘણીવાર લક્ષ્યથી બહારની સાઇટ્સમાં 'ક્લિક' બનાવશે જેના પરિણામે લિગાન્ડ પ્રોટીનના ખોટા ભાગ સાથે જોડાય છે અને પ્રોટીનને અનિવાર્યપણે નકામું બનાવે છે. ફાઇબરની સાથે કાર્યાત્મક સ્થળોની સંખ્યા વધારવા માટે, ક્યુએએસી પસંદ કરવામાં આવે છે. અગ્રણી પરિણામો આ અભ્યાસમાં બે અલગ-અલગ ફ્લોરોફોર્સ અને એન્ટિબાયોટિક લેવોફ્લોક્સાસિન સાથે ક્યુએએસી મધ્યસ્થ જોડાણ દર્શાવવામાં આવ્યું હતું, જે ઉન્નત ગુણધર્મો સાથે બાયોમટેરિયલ્સ તરીકે સહસંયોજક રીતે કાર્યરત રિકોમ્બિનન્ટ સ્પાઈડર સિલ્ક પ્રોટીનની ક્ષમતા દર્શાવે છે. સંશોધકો આલ્કાઈન ફ્લોરોફોર્સ સાથે સફળતાપૂર્વક જોડાણ કરવામાં સક્ષમ હતા, જે સાબિત કરે છે કે પ્રોટીનને એઝાઇડ જૂથ દ્વારા કાર્યરત કરી શકાય છે જ્યારે રેશમના રેસાની ધરી સાથે જોડાણ કરી શકાય છે. તેમના પરિણામો ફાઇબર અક્ષ સાથે માત્ર એક તીવ્ર સમાન ફ્લોરોસન્સ દર્શાવતા ન હતા, પરંતુ જ્યારે ફાઇબરને 1:1 ગુણોત્તરમાં બે અલગ-અલગ ફ્લોરોફોર્સથી શણગારવામાં આવ્યું ત્યારે એક તીવ્ર સમાન સંયુક્ત ફ્લોરોસન્સ પણ દર્શાવ્યું હતું. કાર્યાત્મક એઝાઇડ જૂથને તબીબી રીતે સંબંધિત પરમાણુથી સુશોભિત કરી શકાય છે તે સાબિત કરવા માટે, સંશોધકોએ અનુક્રમે ઇપોક્સાઇડ કાર્બોક્સિલેટ જૂથો વચ્ચેના એસ્ટર બોન્ડનો ઉપયોગ કરીને ફાઇબરને ગ્લાયસિડાઇલ પ્રોપાર્જિલ ઈથર (એક એસિડ-લેબલ લિંકર) અને બાઉન્ડ લેવોફ્લોક્સાસિન (એક ગ્રામ-પોઝિટિવ ટાર્ગેટ એન્ટિબાયોટિક) થી શણગારવાનો પ્રયાસ કર્યો. તેઓએ ઇ. કોલી એન. સી. ટી. સી. 12242 બેક્ટેરિયા સામે કાર્યરત રેશમના તંતુઓ સાથે અવરોધ ઝોન પરીક્ષણ હાથ ધર્યું હતું જ્યાં દરેક પરિબળ સ્તરમાં એલ. બી. મીડિયા હતું. તેમના પરિણામોએ લેવોફ્લોક્સાસિન સુશોભિત રેસાનું સફળ કાર્યાત્મકકરણ દર્શાવ્યું હતું જેણે 120 કલાક સુધી 3.5 સે. મી. ત્રિજ્યામાં એન્ટિબાયોટિક દ્રઢતા જાળવી રાખી હતી અને પી ≤ 0.01 સાથે અન્ય પરિબળ સ્તરો (ફક્ત એલબી મીડિયા, બિનકાર્યક્ષમ રેશમ અને લેવોફ્લોક્સાસિન ડોપ્ડ રેશમ) ની કોષ ઘનતા ~50% જાળવી રાખી હતી. 5 દિવસના ફાઇબરમાંથી લેવોફ્લોક્સાસિનનું મહત્તમ સતત પ્રકાશન પ્રાપ્ત થયું હતું. ત્વચીય ઉપયોગો ઐતિહાસિક સ્પાઈડર રેશમ એ સૌથી પહેલા જાણીતા ત્વચીય પેચોમાંનું એક છે. મુખ્યત્વે ઘાના બંધન માટે ઉપયોગમાં લેવાતા, કેપ્ચર સર્પાકાર રેશમ પર જોવા મળતા ગ્લાયકોપ્રોટીન એડહેસિવ, તેમજ ફાઇબરની પ્રોટીન રચનામાં હળવા એન્ટીબેક્ટેરિયલ ગુણધર્મો હોય છે. સ્થાનિક એન્ટિસેપ્ટિક તરીકે કામ કરતા રેશમએ સેપ્સિસ અને લાંબી બીમારીના દરમાં ઘટાડો કર્યો હતો. રેશમના વિસ્કોલાસ્ટિક ગુણધર્મો અને ઉચ્ચ તાણ શક્તિ અને કઠિનતાએ સર્જિકલ ટેપ જેવી જ રીતે ઘાને મટાડવામાં મદદ કરી. પ્રસ્તાવિત મોટા-સપાટી-વિસ્તારના ઘાની સંભાળની વર્તમાન પદ્ધતિઓ-જાળી વીંટાળવી, મધ સરકોની સારવાર અને પ્રણાલીગત એન્ટિબાયોટિક્સ-અને લોકપ્રિય ત્વચીય પેચના ઉપયોગો કરતાં તેની શ્રેષ્ઠતા હોવા છતાં, સ્પાઈડર સિલ્કને ક્લિનિકલ પ્રેક્ટિસમાં તેનો માર્ગ મળ્યો નથી. ઐતિહાસિક રીતે આનું મુખ્ય કારણ ખેતીની મુશ્કેલી અને રેશમની લણણી છે. રેશમના કીડાઓથી વિપરીત, જે ઘણી સરળ-થી-પ્રતિકૃતિ પરિસ્થિતિઓ માટે રેશમને સ્પિન કરે છે, કરોળિયા ચોક્કસ હેતુઓ માટે રેશમને સ્પિન કરે છે જેમ કે શિકાર પકડવો, પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓમાં પ્રતિકૃતિ બનાવવી મુશ્કેલ છે. વધુમાં, કરોળિયા સામાન્ય રીતે નરભક્ષી હોય છે, તેથી પૂરતા પ્રમાણમાં સંવર્ધન કરવું મુશ્કેલ બને છે. બળજબરીથી રેશમ લગાવવાથી અયોગ્ય રેશમ મળે છે. ત્વચીય ઉપયોગો માટે સૌથી લોકપ્રિય સૂચિત ઉપયોગનો કેસ છેઃ સ્થાનિક દવા વિતરણ માટે ત્વચીય પેચ સ્થાનિક એન્ટિબાયોટિક ઘા ડ્રેસિંગ સ્થાનિક ત્વચીય રીપરફ્યુઝન સ્કેફોલ્ડ્સ બિન-એડહેસિવ સ્થાનિક દવા વિતરણ ઉપકરણોને જોડવા માટે ક્યુટેનીયસ મ્યુકોસલ એડહેસિવ રેશમના કીડાના રેશમ સંશોધન સંશોધન દર્શાવે છે કે રેશમના કીડાના રેશમમાં કોઈ અંતર્ગત એન્ટિબાયોટિક લાક્ષણિકતાઓ, જૈવ-અનુકરણ યાંત્રિક ગુણધર્મો નથી અને તે કેટલાક લોકોમાં શ્વસન એલર્જીક પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બની શકે છે. 2020 ના એક અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે પુનઃસંયોજિત રીતે ઉત્પાદિત સ્પાઈડર સિલ્ક પ્રોટીન સ્થાયી દ્રાવણના પ્રવાહી-હવા ઇન્ટરફેસ પર સ્વ-એસેમ્બલ થાય છે, જે પ્રોટીન પારગમ્ય, અતિ મજબૂત અને અતિ લવચીક પટલ બનાવે છે. અનફોર્સ્ડ સેલ્ફ-એસેમ્બલી એક નેનોફિબ્રિલર પટલ બનાવે છે જે કોષના વિકાસને ટેકો આપે છે. માનવ ત્વચાના કોષોનું એક સંમિશ્રિત સ્તર ત્રણ દિવસની અંદર રચાય છે, અને તે દર્દીને સીધી ડિલિવરી માટે યોગ્ય રહેશે. ત્વચીય ઉપયોગો રેશમના કીડાના રેશમ જ્યારે વાસ્કુલેચરના સંપર્કમાં હોય ત્યારે મનુષ્યો માટે સંભવિત રીતે જીવલેણ હોવાથી, રેશમના કીડાના રેશમ માટે કોઈ માન્ય ત્વચીય પેચ અથવા ત્વચીય પેચ જેવી એપ્લિકેશન નથી. સંદર્ભો માત્રા દવા વિતરણ ઉપકરણો ફાર્માકોકાઇનેટિક્સ બનાવે છે