تطوير رئة صناعية تحاكي الطبيعية في تصميمها وعملها
طور باحثون من كليفلاند رئة صناعية تعادل في كفاءتها الرئة الطبيعية، وتأخذ الهواء وليس الاكسجين النقي، كما في الرئات الصناعية
الحالية، كمصدر للاكسجين..
وبالرغم من ان تعميم استخدامها للمحتاجين لا يزال يحتاج الى سنوات من
العمل، الا انها بالنسبة الى 200 مليون انسان يعانون من امراض الرئة في
العالم تمثل خطوة كبرى تجاه توفير رئة صناعية سهلة الحمل والاستخدام.
وتبعاً لما يقوله جوي بوتكاي، استاذ الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر
في جامعة كاس ويسترن، ورئيس فريق البحث، في تقرير عن الانجاز نشرته مجلة
Lap on a chip، فان تحقيق النموذج الاولي من الاداة جاء بتقليد تصميم
الرئة الطبيعية وابعادها؟
وقد جرى ملء هذه الرئة الصناعية بأوعية دموية من مطاط السليكون بحيث
يمكنها (التنفس)، بخاصة وان هذه الاوعية تتفرع في ارجاء الرئة كافة مع قطر
للوعاء يقل عن ربع قطر شعرة الانسان. ويقول بوتكاي انه في ضوء تجربة اداء
هذا النموذج، فاننا نقدر ان رئة يمكن للانسان استخدامها ستكون ابعادها
بحدود 6×6×4 بوصة، او بحجم الرئة الطبيعية تقريباً.
والمهم ان عملها سيرتبط بالقلب ولن تحتاج الى مضخة ميكانيكية، ويشار الى
ان الرئة الصناعية المستخدمة حالياً تتطلب خزاناً ثقيلاً من الاكسجين بما
يحد من حملها والتنقل بها، فاستخدامها يتطلب ان يكون المريض في حالة
الراحة، اضافة الى ان عمرها يقاس بالايام، من هنا، كان تركيز الباحثين في
كليفلاند على تحسين الكفاءة وعلى توفير امكانية حمل الرئة والتنقل بها.
صنع الباحثون اولاً قالباً بخصائص وتفاصيل منمنمة ووضعوا فيه مطاط سليكون
سائل تصلب ليكوّن شعيرات دموية وحويصلات هوائية صناعية، ويفصل بين الهواء
والشعيرات غشاء منفذ للغازات، وبتكوينهم لأجزاء الرئة بتصميم وابعاد
مكونات الرئة الطبيعية.
توصل الباحثون الى توفير سطح تبادل غازي واسع جداً مع تقليص المسافة التي
تحتاج الغازات الى قطعها في اثناء تبادلها بين الهواء والدم، مقارنة
بالرئات الصناعية الحالية، وباستخدام دم الخنزير في اثناء التجارب على
الرئة الجديدة، لوحظ ان كفاءة تبادل الغازات اصبحت افضل بمقدار 3 الى 5
مرات مقارنة بالرئات الصناعية الحالية، بما يعني امكانية استخدام الهواء
الطبيعي بدل الاكسجين النقي في عملية التنفس.
يعمل الباحثون حالياً على تطوير طبقة واقية لمنع تجلط الدم في الشعيرات
الدموية، وتطوير تقنية تساعد في صنع رئة متينة وكبيرة بما يكفي لأن يتم
اختبارها في نماذج لجرذان مصابة بأمراض في الرئة. ويقول الباحثون انه في
غضون عشر سنوات سيكون بالامكان توفير نموذج صناعي يحاكي تماماً رئة
الانسان، ليستخدم في التجارب العيادية على المرضى، ويقولون ان استخدام
مرضى الرئة لهذه الاداة سيوفر الوقت لرئاتهم الطبيعية للشفاء او سيوفر لهم
حياة طبيعية طيلة فترة انتظار زراعة رئة لهم، وهي فترة قد تطول حالياً
لأكثر من سنة.
