اولین دستگاه جهان برای نظارت لحظه‌ای بر اعضای پیوندی

دانشمندان دانشگاه «نورث‌وسترن» موفق به ابداع نخستین دستگاه جهان برای نظارت بر سلامت کلیه پیوندی شده‌اند، دستگاهی که از نوک انگشت انسان نیز کوچکتر است و نظارت بر عضو پیوند زده شده را به صورت لحظه‌ای فراهم می‌کند.

کد خبر: ۶۵۲۴۵۴

تاریخ: ۱۹ شهريور ۱۴۰۲ - ۰۹:۴۵

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از نیو اطلس، یک حسگر کوچک که حتی از نوک انگشت نیز کوچکتر است، این پتانسیل را دارد که یک تغییر دهنده بزرگ برای تشخیص علائم رد پیوند کلیه باشد.

دانشمندان دانشگاه «نورث‌وسترن» با موفقیت دستگاهی را ساخته‌اند که روی موش‌ها آزمایش شده است و می‌تواند علائم هشدار دهنده مبنی بر پس زدن کلیه را تا سه هفته قبل از روش‌های نظارتی فعلی تشخیص دهد.

در حالی که بدن انسان حتی سال‌ها پس از پیوند نیز می‌تواند عضوی را پس بزند، کوتاه کردن هرچه بیشتر زمان مداخله پزشکان تا حد ممکن می‌تواند تفاوت بین بازگرداندن حفظ پایداری محیط داخلی بدن و ثابت نگه داشتن شرایط فیزیکی و شیمیایی با شروع دوباره فرآیند طولانی و سخت پیوند باشد. آن هم اگر پیوند مجدد مقدور باشد.

در حالی که مسابقه برای یافتن منبع بهتری برای پیوند کلیه نسبت به اهدای آن در جریان است، این روند کند است. به عنوان مثال در ایالات متحده، لیست انتظار فعلی برای دریافت کلیه بین ۳ تا ۵ سال است.

بنابراین نظارت مداوم بر سلامت یک کلیه جدید و پیوندی، زندگی بسیاری از بیماران را تغییر خواهد داد.

گفتنی است که در یک پژوهش جدید، دانشمندان موفق به پرورش کلیه انسان در یک خوک شده‌اند که امیدها برای دسترسی سریع‌تر به کلیه‌های قابل پیوند را زنده می‌کند.

اما این حسگر نظارتی جدید که ابعاد آن فقط ۰.۳ در ۰.۷ سانتی‌متر و ضخامت آن تنها ۲۲۰ میکرون است، به گونه‌ای طراحی شده است که روی کلیه و زیر لایه کپسول فیبری کلیوی آن که اندام را احاطه کرده و از آن محافظت می‌کند، قرار می‌گیرد.

این ایمپلنت نرم، تغییرات دمایی مرتبط با التهاب و سایر واکنش‌های رایج در رد اولیه پیوند را تشخیص می‌دهد. اگر تغییری شناسایی شود، هشدار به صورت بی‌سیم به تلفن هوشمند یا تبلت بیمار ارسال می‌شود.

از آنجایی که رد پیوند اغلب به صورت خاموش شروع می‌شود، این دستگاه می‌تواند به بیماران کمک کند تا تغییرات مهمی را که در غیاب علائم آشکار رخ می‌دهد، متوجه شوند. در نتیجه، این دستگاه می‌تواند برای کسانی که زندگی‌شان وابسته به موفقیت پیوند است، آرامش بیاورد.

دکتر لورنزو گالن، سرپرست این مطالعه و نفرولوژیست پیوند پزشکی در دانشگاه نورث وسترن می‌گوید: من متوجه شده‌ام که بسیاری از بیماران من احساس اضطراب دائمی دارند، چرا که نمی‌دانند آیا بدن آنها عضو پیوند زده شده را رد می‌کند یا نه. آنها ممکن است سالها برای پیوند منتظر بوده باشند و در نهایت پیوندی را از یکی از عزیزانشان یا یک اهداکننده دریافت کرده باشند. سپس بقیه عمر خود را با نگرانی در مورد سلامت آن عضو می‌گذرانند. دستگاه جدید ما می‌تواند محافظت بی‌سابقه‌ای را ارائه دهد و نظارت مستمر می‌تواند در بیماران اطمینان خاطر ایجاد کند.

بیش از ۲۵۰ هزار نفر در ایالات متحده با کلیه‌ای زندگی می‌کنند که با آن متولد نشده‌اند و پیوند، خود به تنهایی یک بخش مهم اما کوچک در این روند است. در حال حاضر، سلامت اندام از طریق آزمایش‌های خونی که سطح کراتینین و نیتروژن اوره خون را ردیابی می‌کند، کنترل می‌شود، اما این میزان می‌تواند به دلایل نامرتبط تغییر کند و منجر به مثبت و منفی کاذب شود. همچنین تست‌های بیوپسی که شامل وارد کردن یک سوزن بلند برای گرفتن بافت از اندام است، تهاجمی هستند و خطر خونریزی، عفونت، درد و آسیب به بافت‌های مجاور را افزایش می‌دهند.

گالن می‌گوید: زمان پس زدن پیوند می‌تواند بسیار طولانی باشد. همچنین دریافت جواب آزمایش ممکن است چهار یا پنج روز طول بکشد و از دست رفتن آن چهار یا پنج روز می‌تواند در تصمیم‌گیری به موقع برای مراقبت از بیمار بسیار مهم باشد.

پژوهشگران این مطالعه در جستجوی یک روش جایگزین، دما را به عنوان یک نشانگر زیستی کلیدی برای رد اولیه پیوند تشخیص دادند. افزایش دما معمولاً با التهاب همراه است، چیزی که دانشمندان در مدل حیوانی مشاهده کردند، جهش‌های دمایی به اندازه ۰.۶ درجه سانتی‌گراد به عنوان نشانه‌های دقیقی بود که هشدار دهنده حوادث قریب الوقوع رد عضو بود.

سورابی مدواپاتی نویسنده ارشد این مطالعه و دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه نورث‌وسترن می‌گوید: در شرایط عادی دمای بدن در یک چرخه روزانه در نوسان است. ما تغییرات غیرعادی دمایی با فرکانس بالاتر را مشاهده کردیم که در دوره‌های ۸ و ۱۲ ساعته در موارد رد پیوند رخ می‌داد.

این دستگاه جدید دارای یک دماسنج بسیار حساس است که می‌تواند تغییرات کوچک دمایی را که در ناحیه کلیه است، تشخیص دهد. همچنین می‌تواند جریان خون را اندازه‌گیری کند، البته در نظر گرفتن دما به عنوان یک سیستم هشدار اولیه موثرتر بود.

این حسگر نرم به مجموعه کوچکی از لوازم الکترونیکی متصل است که در کنار اندام قرار دارد. یک باتری سکه‌ای به این دستگاه نیرو می‌دهد و قابلیت بلوتوث داده‌ها را به دستگاه‌های هوشمند خارجی مجاور دارد.

مدواپاتی می‌گوید: همه اجزای الکترونیکی در یک پلاستیک نرم و زیست سازگار قرار گرفته‌اند که در برابر بافت‌های ظریف کلیه نرم و انعطاف‌پذیر است. قرار دادن کل این سیستم با جراحی نیز که کوچک‌تر از یک سکه است، سریع و آسان است.

وی افزود: قرار دادن آن بر روی اندام زیر کپسول کلیه به آن اجازه می‌دهد بدون توجه به فعالیت بدنی در جای خود باقی بماند.

راجرز نیز می‌گوید: کپسول، دستگاه را در تماس حرارتی خوبی با کلیه زیرین نگه می‌دارد. چالش‌های مهندسی دلهره آوری بر سر راه بودند، اما این دستگاه رابطی ملایم است که از آسیب رسیدن به اندام جلوگیری می‌کند.

در حالی که این اولین فناوری در نوع خود است، هنوز به مطالعات و آزمایش‌های انسانی بزرگ‌تر نیاز دارد. دانشمندان در حال حاضر روی بهبود طراحی آن کار می‌کنند تا امکان شارژ مجدد باتری سکه‌ای آن را فراهم کنند که این دستگاه تا آخر عمر دوام بیاورد.

پژوهشگران همچنین بر این باورند که این دستگاه پتانسیل نظارت بر سایر اندام‌های پیوندی را نیز دارد.

جالب اینکه یکی از دانشمندان درگیر در این پروژه به نام دکتر خواکین بریوا در سپتامبر ۲۰۲۲ کلیه پیوندی دریافت کرد و به خوبی از اینکه چنین دستگاه نظارتی با کیفیت زندگی بیماران چه خواهد کرد، آگاه است.

بریوا می‌گوید: در عرض دو روز پس از پیوند، عملکرد کلیه من به حالت عادی بازگشت. اما پس از آن شما نگران احتمال رد کلیه و پس زدن پیوند هستید. به همین دلیل است که شما داروها و استروئیدهای ضد رد پیوند قوی را مصرف می‌کنید. شما روی طناب نازکی از اضطراب در مورد عفونت‌ها، عوارض ناشی از داروها، عوارض جانبی مختلف و رد کلیه راه می‌روید. شما می‌توانید برخی از این نگرانی‌ها را با دارو مدیریت کنید، اما رد کلیه همچنان رایج است، در حالی که کلیه پیوندی شما بسیار ارزشمند است.

وی افزود: داشتن این دستگاه اطمینان‌بخش خواهد بود. این دستگاه می‌تواند هر گونه تغییر ناگهانی در پیوند کلیه را تشخیص دهد و رد پیوند حاد را که در حال حاضر هیچ علامت هشدار دهنده‌ای ندارد، تشخیص دهد.

این مطالعه در مجله Science منتشر شده است.