ساخت طحال مصنوعی

تدبیر24: باوجود کشف پنی‌سیلین و سایر آنتی‌بیوتیک‌ها، مشکل مقابله با عفونت‌های مرگبار بویژه ناشی از زخم و جراحت در میدان جنگ همچنان وجود دارد.

عفونت‌ها در میادین نظامی و غیر نظامی خطرناک هستند، چراکه منجر به عفونت خون یا سپسیس (sepsis)‌ می‌شوند؛ سالانه بیش از 18 میلیون نفر در سراسر جهان به این عفونت با نرخ مرگ و میر 30 تا 50 درصد مبتلا می‌شوند.

استفاده از آنتی‌بیوتیک یکی از راه‌های متداول مقابله با این عفونت است؛ اما در شرایط نظامی جراحان از میزان دوز آنتی‌بیوتیکی استفاده می‌کنند که برای درمان یک فیل مورد نیاز است! همچنین استفاده مداوم از آنتی‌بیوتیک باعث شکل‌گیری سویه‌های میکروبی مقاوم به آنتی‌بیوتیک می‌شود.

یک روش جایگزین مقابله با عفونت دیالیز است؛ دستگاه دیالیزی مشابه دیالیز بیماران کلیوی می‌تواند مانند طحال مصنوعی عمل کند؛ طحال بعنوان یک اندام شبه کبدی، با از بین بردن میکروب‌ها و سموم از جریان خون، نقش حیاتی در مبارزه با عفونت ایفا می‌کند.

برنامه DTL آژانس پروژه‌های تحقیقات پیشرفته دفاعی – دارپا – استفاده از دستگاه‌هایی است که قادر به شناسایی عفونت، حرکت دادن در جریان خون بدون نیاز به ضد انعقادکننده است.

طحال زیستی (biospleen) یک نمونه از فناوری DLT‌ محسوب می‌شود که هدف از طراحی آن، تنها ساخت یک دستگاه دیالیز با قابلیت تقلید عملکرد طحال طبیعی نیست، بلکه ساخت وسیله‌ای کوچک، قابل حمل و مقاوم است که به نجات جان سربازان در میدان جنگ کمک می‌کند.

این طحال مصنوعی شامل مجموعه‌ای از لوله‌های کوچک شبیه عروق خونی است که بعنوان فیلتر خون عمل کرده و بدون گرفتن سلول‌های خون و تحریک سیستم ایمنی، میکروب‌های را جذب می‌کند.

لوله‌ها توسط شکاف‌های میکروسکوپی به یکدیگر متصل می‌شوند؛ خون بداخل طحال زیستی پمپاژ شده و سپس با دانه‌های مغناطیسی به قطر 128 نانومتر ترکیب می‌شوند؛ این دانه‌ها با پروتئین مهندسی‌ساز سیستم ایمنی به نام MBL پوشش داده شده‌اند.

همزمان با گرفتار شدن میکروب‌ها درون دانه‌ها و با استفاده از یک آهنربا، دانه‌ها از شکاف لوله دیگر به بیرون کشیده شده و خون پاک به بدن بیمار بازگردانده می‌شود.

آزمایش طحال زیستی بر روی موش‌های آلوده به ترکیبی از باکتری استافیلوکوکوس اورئوس و اشریشیا کولی، عملکرد 90 درصدی در حذف عفونت باکتریایی را نشان می‌دهد.

نتایج این مطالعه در مجله Nature Medicine منتشر شده است.