नासा के अध्ययन से प्रकाश के लिए चिकित्सा अनुप्रयोगों का पता चलता है

क्या प्रकाश घावों को तेजी से भरने में मदद करता है? अंधेपन को रोकें?

दशकों के शोध ने अपनी क्षमता दिखाई है, जिसमें नासा द्वारा वित्त पोषित एक बड़ा अध्ययन भी शामिल है, लेकिन इस तरह की चौंकाने वाली खोज से कोई भी ध्यान नहीं दे रहा है।

ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि इसके पीछे का विज्ञान अच्छी तरह से समझा नहीं गया है। उदाहरण के लिए, एक डेनिश चिकित्सक ने 1903 में नोबेल पुरस्कार जीता था, यह पता लगाने के लिए कि केंद्रित लाल बत्ती के संपर्क में आने से घाव भरने में तेजी आई, लेकिन यह समझ में नहीं आया कि यह क्यों काम करता है। मैं इसे अभ्यास में लाने के लिए अनिच्छुक था।

लेकिन शायद इसकी स्वीकृति में सबसे बड़ी बाधा यह थी कि यह अविश्वसनीय लग रहा था।

1989 में लो-पावर लेजर लाइट के स्वास्थ्य लाभों पर एक पेपर में, बायोफिजिसिस्ट टीना कुल ने कहा कि उपचार “बहुत अविश्वसनीय और यहां तक ​​​​कि रहस्यमय” लग रहा था। इसके अलावा, वह लिखती हैं, कई अलग-अलग बीमारियों के खिलाफ इसकी प्रभावशीलता केवल लौकिक साँप के तेल अमृत प्रतीत होने वाले संदेह से जटिल है।

कैल ने अनुमान लगाया कि लाल बत्ती कई बीमारियों को ठीक करती है क्योंकि यह माइटोकॉन्ड्रिया को उत्तेजित करके समग्र सेलुलर कार्य में सुधार करती है जो पशु कोशिकाओं में चयापचय को बढ़ावा देती है। यह ऑक्सीडेटिव तनाव को कम करता है, एक कारक जो उम्र बढ़ने के लक्षणों का कारण बनता है और अंततः मधुमेह, कैंसर, न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में योगदान देता है, और अन्य रोग।

आज, लाल और अवरक्त तरंग दैर्ध्य को साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज, सेलुलर चयापचय में एक प्रमुख एंजाइम, और संभवतः अन्य प्रकाश-संवेदनशील रसायनों द्वारा अवशोषित किया जाता है, जिससे कोशिका के भीतर एक व्यापक प्रभाव होता है।

कुल्ल एट अल। को संदेह होने लगा कि लाभकारी प्रभाव पैदा करने के लिए “वर्दी” लेजर प्रकाश शायद आवश्यक नहीं था, लेकिन अंतरिक्ष एजेंसी द्वारा इस पर ठोकर खाने के बाद आखिरकार सवाल का जवाब दिया गया। नासा था।

पौधों और लोगों के लिए एल ई डी

1980 के दशक के उत्तरार्ध में, इंजीनियर रॉन इग्नाटियस ने विस्कॉन्सिन सेंटर फॉर स्पेस ऑटोमेशन एंड रोबोटिक्स (WCSAR) से संबद्ध एक कंपनी के लिए काम किया, जिसे नासा के हंट्सविले, अलबामा में मार्शल स्पेस फ़्लाइट सेंटर द्वारा वित्त पोषित किया गया था। जैसे ही प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) तकनीक ने वाणिज्यिक बाजार में प्रवेश किया, इग्नाटियस ने अंतरिक्ष में बढ़ते पौधों के लिए इस नई रोशनी पर शोध करने के लिए डब्ल्यूसीएसएआर के साथ काम किया। 1989 में, इग्नाटियस ने क्वांटम डिवाइसेस इंक. की स्थापना की और, नासा से स्मॉल बिजनेस इनोवेशन रिसर्च (एसबीआईआर) फंडिंग के साथ, 1995 में स्पेस शटल पर आलू उगाने के लिए एक एलईडी प्लांट ग्रोथ यूनिट को पूरा किया।

हालांकि, अध्ययन के दुष्प्रभाव थे। एल ई डी लाल और नीले थे क्योंकि ये प्रकाश संश्लेषण को बढ़ावा देने के लिए प्रकाश की सबसे कुशल तरंग दैर्ध्य हैं। नासा के वैज्ञानिकों ने पाया है कि प्रकाश के नीचे हाथों से काम करने के परिणामस्वरूप हाथ के खरोंच सामान्य से अधिक तेजी से ठीक होते हैं।

इस तरह नासा ने मेडिकल लाइट थेरेपी की दुनिया में कदम रखा। एजेंसी अंतरिक्ष यात्रा की एक लंबे समय से चली आ रही समस्या का संभावित समाधान देखती है। गुरुत्वाकर्षण के बिना, एक अंतरिक्ष यात्री की मांसपेशियां और हड्डियां शोष और घाव धीरे-धीरे ठीक हो जाते हैं, जो सभी मिशन को खतरनाक बनाते हैं।

इग्नाटियस भी एल ई डी के संभावित चिकित्सा अनुप्रयोगों में रुचि रखने लगा। जब उन्हें पता चला कि विस्कॉन्सिन के मेडिकल कॉलेज के एक न्यूरोलॉजिस्ट हैरी व्हेलन प्रकाश के चिकित्सा अनुप्रयोगों पर शोध कर रहे हैं, तो उन्होंने संपर्क किया।

1995 और 2003 के बीच, आठ नासा एसबीआईआर अनुबंधों (मुख्य रूप से मार्शल से) की एक श्रृंखला क्वांटम डिवाइसेस, विस्कॉन्सिन के मेडिकल कॉलेज और कई अन्य पार्टियों के बीच एलईडी चिकित्सा अनुप्रयोगों के साथ प्रयोग करने के लिए आयोजित की गई थी।

निकट-अवरक्त लेजर प्रकाश हाल ही में वृद्धि कारक प्रोटीन, कोलेजन और रक्त वाहिकाओं के उत्पादन को बढ़ावा देकर घावों, विशेष रूप से ऑक्सीजन-भूखे घावों के उपचार में तेजी लाने के लिए दिखाया गया है। हेलेन स्टिन्सन ने कहा, जिन्होंने एक वरिष्ठ इंजीनियर के रूप में काम का निरीक्षण किया। मार्शल विश्वविद्यालय में अंतरिक्ष यान और वाहन प्रणाली प्रभाग। “लेजर के साथ, आपको सावधान रहना होगा कि आसपास के ऊतकों को नुकसान न पहुंचे, और वे बहुत अधिक ऊर्जा का उपयोग करते हैं और महंगे हैं,” स्टिन्सन ने कहा।

इन मुद्दों को संबोधित करने के अलावा, एलईडी सरणियों को कई तरंग दैर्ध्य का उत्सर्जन करने के लिए भी डिज़ाइन किया जा सकता है, जिससे वे लेज़रों की तुलना में बड़े क्षेत्रों को कवर कर सकते हैं।

प्रकाश उपचार के प्रभाव

प्रयोगों के माध्यम से, शोधकर्ताओं ने पाया कि उच्च-तीव्रता वाले लाल और निकट-अवरक्त एलईडी ने चूहों में हाइपोक्सिक घावों के उपचार को काफी तेज कर दिया, और माउस और चूहे की त्वचा, हड्डी और मांसपेशियों की कोशिका संस्कृतियों के विकास और प्रसार को भी बढ़ावा दिया। टीम ने अमेरिकी नौसेना के चालक दल के सदस्यों को प्रशिक्षण चोटों के इलाज के लिए एलईडी उपकरण प्रदान किए। उन्होंने मस्कुलोस्केलेटल चोटों में> 40% सुधार और नियंत्रण की तुलना में आंसू उपचार के समय में 50% की कमी का प्रदर्शन किया।

उस समय के आसपास, व्हेलन और उनके सहयोगियों ने दिखाया कि क्वांटम डिवाइसेस की लाल एलईडी सरणी के साथ रोशनी ने चूहों में मेथनॉल-प्रेरित अंधापन को रोका, और ग्लूकोमा से लेकर उम्र से संबंधित धब्बेदार अध: पतन तक के रेटिना रोगों के उपचार के रूप में प्रस्तावित फोटोथेरेपी।

अतिरिक्त सैन्य वित्त पोषण के साथ, क्वांटम डिवाइसेस ने सैन्य कर्मियों के दर्द, सूजन और मामूली चोटों के इलाज के लिए इस तकनीक को हैंडहेल्ड WARP 10 (फोटोबायोमोड्यूलेशन के साथ वारफाइटर त्वरित रिकवरी के लिए) के रूप में विकसित किया। अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन (एफडीए) ने मामूली मांसपेशियों और जोड़ों के दर्द, गठिया और मांसपेशियों में ऐंठन के अस्थायी राहत के लिए इसे मंजूरी दे दी है।कंपनी डिवाइस का व्यवसायीकरण करें 2007 में, एक बड़ा, अधिक उन्नत ताना 75.

नासा और मेडिकल कॉलेज ऑफ विस्कॉन्सिन और बर्मिंघम में अलबामा विश्वविद्यालय के साथ क्वांटम डिवाइसेस की साझेदारी विकिरण और कीमोथेरेपी की तीव्र खुराक के बाद रोगियों के श्लेष्म झिल्ली पर बनने वाले तीव्र अल्सर के इलाज के लिए WARP 75 का उपयोग करके नैदानिक ​​​​परीक्षण में समाप्त हुई। . अस्थि मज्जा प्रत्यारोपण की तैयारी करें।

औद्योगिक उद्भव

2011 में इग्नाटियस की मृत्यु के दो साल बाद, क्वांटम डिवाइसेस ने मेडिकल एलईडी क्षेत्र से हाथ खींच लिया, और नासा कभी भी अंतरिक्ष में तकनीक का उपयोग करने के लिए तैयार नहीं हुआ। लेकिन तब तक, नासा द्वारा वित्त पोषित अनुसंधान ने अधिक से अधिक कंपनियों को प्रौद्योगिकी का व्यावसायीकरण करने के लिए प्रेरित किया था।

लेकिन ये सभी उपकरण समान नहीं हैं, रॉबिन शूमाकर कहते हैं, जो WARP युग के दौरान क्वांटम उपकरणों के विपणन के प्रभारी थे। शूमाकर ने कहा, “वार्प आज बाजार में 99% से अधिक प्रौद्योगिकियों में एक छलांग है,” यह कहते हुए कि डिवाइस खतरनाक गर्मी पैदा किए बिना विशिष्ट गर्मी का पता लगाने के लिए उन्नत निर्माण का उपयोग करता है। हमने तरंग दैर्ध्य पर कुशलतापूर्वक तीव्र और समान रूप से वितरित विकिरण उत्पन्न करने पर ध्यान केंद्रित किया। का ।

इसके अलावा, नासा द्वारा शुरू किए गए शोध ने न केवल शरीर में प्रवेश करने और सेलुलर प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करने के लिए विभिन्न तरंग दैर्ध्य की क्षमता के बारे में वैज्ञानिकों की समझ में सुधार किया है, बल्कि विभिन्न तीव्रता स्तरों और उपचार के समय में खुराक को अनुकूलित करने के लिए भी इसमें सुधार किया है। इसमें कुछ पहले प्रयोग शामिल थे, शूमाकर कहा।

इस ज्ञान पर नहीं बने उपकरण “सिर्फ प्रकाश बल्ब” हैं, उसने कहा।

इग्नाटियस की मृत्यु के बाद, शूमाकर ने सोलन, ओहियो में मल्टी रेडिएंस मेडिकल के लिए काम करना शुरू किया। कंपनी भौतिक चिकित्सा, खेल चिकित्सा, पशु चिकित्सा अनुप्रयोगों, और बहुत कुछ के लिए फोटोथेरेपी उपकरण बनाती है। कंपनी की स्थापना 2006 में हुई थी और इसमें नासा और भागीदारों के अधिकांश शोध शामिल हैं।

कंपनी के क्लिनिकल और वैज्ञानिक संचालन के वरिष्ठ उपाध्यक्ष डौग जॉनसन ने कहा, मल्टी-रेडिएशन डिवाइस अब एक साथ सुपरपल्स लेजर और एलईडी लाइट को मिलाते हैं। इसे बढ़ती रोशनी के रूप में वर्णित किया गया है।

जॉनसन ने कहा कि नासा की भागीदारी से पहले, फोटोथेरेपी उपकरण पूरी तरह से लेजर आधारित और घरेलू उपयोग के लिए असुरक्षित थे। “तो यह केवल क्लीनिकों में उपलब्ध था। नासा ने इसे सरल, सुलभ, उपयोग में आसान और सुरक्षित बना दिया।”

छोटे उपकरण, अधिक पहुंच

मल्टी रेडियंस ने क्लीनिकों के लिए बड़े स्थिर उपकरण बनाना शुरू कर दिया, लेकिन जैसे ही कंपनी ने 2010 के आसपास हैंडहेल्ड कॉर्डलेस उपकरणों के साथ WARP के उदाहरण का पालन करना शुरू किया, यह घरेलू बाजार और पशु चिकित्सा अनुप्रयोगों दोनों में टैप करने में सक्षम था। मैं था। “यदि आप खलिहान में घोड़ों का इलाज कर रहे हैं, तो आपके पास डोरियों या प्लग को कंसोल में नहीं जा सकता है,” जॉनसन ने बताया। कंपनी के कुछ पशु चिकित्सा उपकरण संक्रमण और अन्य जीवाणुरोधी अनुप्रयोगों के इलाज के लिए नीली रोशनी का उपयोग करते हैं, लेकिन एफडीए ने अभी तक इसे मानव उपयोग के लिए मंजूरी नहीं दी है।

कंपनी का व्यवसाय अब घरेलू उपकरणों और डॉक्टरों, एथलेटिक प्रशिक्षकों, भौतिक चिकित्सक और कायरोप्रैक्टर्स द्वारा उपयोग की जाने वाली स्थिर इकाइयों के बीच समान रूप से विभाजित है। ये उपकरण कवरेज क्षेत्र, शक्ति स्तर और तरंग दैर्ध्य संयोजन में भिन्न होते हैं, और कुछ प्रकाश अवशोषण को बढ़ाने के लिए विद्युत उत्तेजना या चुंबकीय क्षेत्र जोड़ते हैं। मानव अनुप्रयोग मुख्य रूप से दर्द, सूजन और जकड़न से राहत के लिए होते हैं।

जॉनसन ने कहा कि मल्टी रेडियंस में अब लगभग 50 कर्मचारी हैं और हर साल 32 देशों में हजारों डिवाइस बेचता है।

उनका मानना ​​​​है कि नासा ने अंतरिक्ष में संभावित उपचारात्मक और एट्रोफिक उपचार के अवसर को जब्त करके इस क्षेत्र को उन्नत और लोकप्रिय बनाया है। जॉनसन ने कहा, “हमने तब तक कोई व्यावसायिक विकास नहीं देखा जब तक नासा ने इस पर गौर नहीं किया और कहा कि यह काम कर सकता है।” “वे उसके पीछे चले गए जिसे कोई भी ठीक नहीं कर सका और कुछ अविश्वसनीय रूप से सरल और आसान पाया।”

मल्टी रेडियंस अब अपनी उपभोक्ता लाइन का विस्तार कर रही है और 2022 में अपनी दूसरी पीढ़ी के होम डिवाइस को जारी करने की योजना बना रही है।

जॉनसन के अनुसार, जैसा कि विज्ञान को बेहतर ढंग से समझा जाता है, कंपनी अधिक विशिष्ट चिकित्सा अनुप्रयोगों को आगे बढ़ाने की भी उम्मीद करती है। उदाहरण के लिए, मल्टी रेडिएंस ने डायबिटिक मैक्यूलर एडिमा जैसे विकारों के इलाज के लिए एक एलईडी-सरणी आई पैच और फाइब्रोमायल्गिया के लक्षणों को दूर करने के लिए एक उपकरण का पेटेंट कराया है। दोनों का क्लीनिकल ट्रायल चल रहा है।

“हालांकि, भले ही प्रकाश के जैविक प्रभाव स्पष्ट हो जाते हैं, यह कहना मुश्किल है कि क्रिया के कौन से तंत्र काम कर रहे हैं। केवल एक को इंगित करना मुश्किल है, लेकिन हम करीब आ रहे हैं।”

चटनी: नासा