خون مصنوعی وارد بازار می شود

خون یک انسان بالغ با حجمی معادل ۴ تا ۶ لیتر از مجموعه سلول هایی تشکیل شده که در ماده ای به نام پلاسما غوطه ورند و در مجموع وظایف حیاتی مهمی را همچون رساندن مواد مغذی به سلول ها و دور کردن مواد ذاید و دفعی بدن انجام می دهند

خون یک انسان بالغ با حجمی معادل ۴ تا ۶ لیتر از مجموعه سلول‌هایی تشکیل شده که در ماده‌ای به نام پلاسما غوطه ورند و در مجموع وظایف حیاتی مهمی را همچون رساندن مواد مغذی به سلول‌ها و دور کردن مواد ذاید و دفعی بدن انجام می‌دهند. احتیاج به این مایع حیات‌بخش در بسیاری از بیماران و نیازمندان آنچنان مهم و در عین حال ضروری است که برای تولید خون جایگزین خون انسان، تلاش‌های گسترده‌ای در دهه‌های گذشته صورت گرفته است، چراکه به اعتقاد دانشمندان در صورت تولید این خون، مشکل کمبود خون در موارد بحرانی نظیر آلودگی احتمالی و انتقال بیماری به نیازمندان مرتفع خواهد شد.

به دنبال این تلاش‌ها در دهه‌های گذشته امیدهای فراوانی به چند نمونه از خون‌های مصنوعی تولیدی به وجود آمد، اما با اثرات منفی آنها مانند متلاشی شدن مویرگ‌ها و عدم تامین اکسیژن مورد نیاز بافت‌ها، خیلی زود این امیدها بر باد رفت و در مجموع تمام این تلاش‌ها به شکست انجامیدند، اما به تازگی دانشمندان کشورمان همسو با محققان برتر دنیا مدعی تولید خون مصنوعی جدیدی هستند که در حال حاضر برای آزمایش‌های اولیه مورد بررسی قرار گرفته است.

خون مصنوعی در بهترین حالت مشکل عدم سازگاری را نخواهد داشت و قربانیان حوادث می‌توانند به سرعت و بدون نیاز به آزمایش تعیین گروه خونی، خون مورد نیاز را دریافت کنند.

در عین حال امکان نگهداری بلندمدت این نوع خون و عدم نیاز به نگهداری در سرما، این نوع خون را گزینه مناسب برای مقابله با مشکل کمبود خون در بلایای طبیعی، جنگ‌ها و مکان‌های دورافتاده کرده است و البته تاکنون اکثر فعالیت‌ها در این زمینه به این دلیل متوقف شده‌اند که تمامی آنها به علت مسائل ایمنی و سلامت محصول از این کار دست کشیدند.

پنتاگون پروژه خون مصنوعی (blood pharming)‌ را در سال ۲۰۰۸ و با بودجه ۲ میلیون دلار عرضه کرد. هدف از اجرای این پروژه خون‌رسانی به موقع به سربازان در مناطق جنگی است، چراکه سربازان زخمی به طور متوسط به ۶ پاکت خون نیاز دارند و اغلب به دلیل فقدان خون تازه جان خود را از دست می‌دهند.

به دنبال این اقدام در موج جدید تولید خون مصنوعی یک شرکت آمریکایی اولین نمونه‌های آن را تولید کرده و از سازمان غذا و داروی آمریکا خواسته است که این نمونه‌ها را برای عرضه تجاری تا سال ۲۰۱۳ روی انسان آزمایش کنند. شرکت آرتریوسیت در اوهایو پس از تولید اولین نمونه‌های خون مصنوعی در لابراتوار به سازمان غذا و داروی آمریکا درخواستی را مبنی بر آزمایش این خون روی انسان ارائه کرده است.

در این پروژه از بند ناف، سلول‌های خون‌ساز را جدا می‌کنند و با استفاده از آن خون مصنوعی می‌سازند. این سلول‌ها در دستگاهی که مغز استخوان انسان را شبیه‌سازی می‌کند توسعه می‌یابند و خون گروه O منفی را تولید می‌کنند.

این گروه خونی، همگانی است و می‌تواند به تمام انسان‌ها اهدا شود. پیش‌بینی می‌شود ظرف ۵ سال آینده و قبل از عرضه آزاد تجاری آن، پنتاگون می‌تواند از این خون مصنوعی در میدان‌های نبرد استفاده کند.

البته در حال حاضر از بدن ناف ۲۰ واحد خون به قیمت ۵ هزار دلار بر واحد به دست آمده است، اما این شرکت امیدوار است که تا رسیدن به مقیاس تجاری یعنی زمانی که استفاده گسترده از اولین نمونه‌های این خون روی انسان در سال ۲۰۱۳ آغاز شود قیمت آن کاهش یابد و به یک‌پنجم میزان کنونی برسد.

● شبیه‌سازی خون

از دیدگاه عملکرد، خون مصنوعی همانند یک خون واقعی عمل می‌کند و می‌تواند در بیمارستان‌ها مورد استفاده قرار گیرد. در واقع اکثر خون‌های مصنوعی بر اساس اشکال مختلف هموگلوبین که پروتئین حامل خون در اکثر جانوران است، ساخته شده‌اند.

هرچند خون مصنوعی باید رقیق‌تر از خون واقعی بوده تا به راحتی گردش یابد و در عین حال پیوند ضعیف‌تری با اکسیژن برقرار کند تا اکسیژن به راحتی در بافت‌ها آزاد شود.

تولید خون مصنوعی در حالی در کشور ما مورد توجه قرار گرفته است که در حال حاضر تنها در کشورهای ژاپن و آمریکا فعالیت‌های موفقی در این زمینه در حال انجام است.

در عین حال همسو شدن با کشورهای پیشرفته در تولید خون مصنوعی در کشور در حالی انجام می‌شود که سالیانه کشور به بیش از ۷ میلیون واحد خون نیاز دارد که برای این منظور از افراد داوطلب خون دریافت می‌شود که پس از انجام آزمایش‌های متعدد در صورت نبود آلودگی به افراد نیازمند تزریق می‌شود.

در چنین شرایطی مجری طرح خون مصنوعی، از موفقیت محققان کشور در تولید این نوع خون در فاز آزمایشگاهی خبر داده است.

به گفته مهندس حسین حنیفی، در حال حاضر تست‌های مورد نیاز روی حیوانات آزمایشگاهی صورت گرفته و نتایج قابل‌ قبولی به‌دست آمده است. این خون قابل فریز شدن است و به هر گروه خونی می‌توان تزریق کرد.

حنیفی با اشاره به پروژه تحقیقاتی تولید گلبول قرمز به عنوان ناقل اکسیژن و استفاده از تکنیک نانوذرات برای تولید هموگلبول‌های مصنوعی می‌افزاید: پس از انجام آزمایش‌های خون‌های دریافتی همواره ۵ درصد خطا وجود دارد، از این رو با دسته‌بندی هموگلبول‌ها، اقدام به تولید گلبول‌های خونی در مقیاس نانو کردیم. این گلبول‌ها به‌عنوان ناقل اکسیژن در بدن عمل می‌کنند و از آنجایی که قابلیت استریلیزه و فریز شدن را دارد و می‌توان به هر گروه خونی آن را تزریق کرد از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

● ناقلین پلیمری در شریان‌های بدن

در کنار تلاش‌های محققان کشورمان جزییات اولیه دستاورد محققان دانشگاه کالیفرنیا درخصوص تولید سلول‌های خونی مصنوعی از کاربرد پلیمرها در ساختار اصلی خون مصنوعی خبر می‌دهند که علاوه بر این‌که از ویژگی‌های سلول‌های طبیعی خون برخوردار بوده توانایی حمل دارو به داخل بدن را دارند.

این سلول‌ها درست مانند سلول‌های واقعی می‌توانند در فضایی بسیار کوچک‌تر از قطر خود فشرده شده و به جذب و آزادسازی موادی مانند اکسیژن بپردازند. سلول‌های گلبول قرمز واقعی به دلیل شکل تایری خود از چالاکی بالایی برخوردارند. به منظور ایجاد ذرات مصنوعی با توانایی مشابه سلول‌های واقعی، محققان از فرآیند شکل‌گیری نهایی سلول‌های واقعی الهام گرفتند.

آنها ساخت این ذرات را با سلول‌های کروی آغاز کردند که سپس به سلول‌های بالغ تبدیل می‌شوند، سپس محققان دریافتند در صورتی که این کره‌های کوچک پلیمری را به حلالی ویژه بیفزایند، ۲سطح کره‌ها مقعر شده و مشابه گلبول‌های قرمز شکل می‌گیرند.

به گفته محققان این ذرات ۷ میکرومتری و تایر مانند در لایه‌ای از پروتئین پوشانده می‌شود، زمانی که این لایه هسته پلیمری خود را حل می‌کند، پوسته‌ای تجزیه‌پذیر، نرم و انعطاف‌پذیر با خصوصیاتی مشابه سلول‌های گلبول قرمز از آنها به جا می‌ماند. این سلول‌های مصنوعی در عین حال می‌توانند ویژگی‌های سلول‌های قرمز خون را در جذب و آزادسازی مواد مختلف شبیه‌سازی کنند. یکی از موادی که محققان به سطح این سلول‌ها افزودند هموگلوبین بود، ماده‌ای که در شش‌ها با اکسیژن ترکیب شده و آن را در جایی دیگر از بدن آزاد می‌کند. نتیجه این آزمایش نشان داد سلول‌های مصنوعی آغشته به هموگلوبین اکسیژن را در مکانی که تمرکز آن بالا بود به خود جذب کرده و در جایی دیگر که تمرکز آن پایین بود آزاد کردند. در صورتی که این سلول‌های مصنوعی بتوانند در بدن جانداران این فرآیند را عملی سازند به گفته محققان می‌توان از آنها در بدن انسان‌ها نیز استفاده کرد.

البته سلول‌های مصنوعی خونی در مورد داروها نیز عملکردی مشابه را از خود نشان داده و داروی هپارین را در جایی به خود جذب کرده و پس از مدتی آن را در منطقه‌ای که از تمرکز پایین‌تری از این دارو برخوردار بود آزاد کردند. بر همین اساس محققان دریافتند می‌توان از این سلول‌ها در تراکمی بالاتر به عنوان ابزاری برای انتقال دارو در بدن استفاده کرد، به بیانی دیگر به جای استفاده از نانوذرات اکسید آهن حامل دارو که روی تصویربرداری‌های MRI تاثیر نامطلوب از خود به جا می‌گذارد، می توان از این سلول‌ها برای انتقال دارو استفاده کرد.

به این ترتیب برخلاف تمام مشکلات و پیچیدگی‌ها، قرار است خون مصنوعی ظرف چند سال آینده به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد.

بهاره صفوی