در سال ۲۰۲۰ در آلمان تقریبا ۹۴۰۰ تن به عضو اهدایی نیاز داشتند. حتی نیمی از آن‌ها هم عضو مورد نیاز را دریافت نکرده اند. این مشکل را می‌شود با تولید اندام‌های مصنوعی حل کرد و دستاوردهای محققان در این زمینه امیدوارکننده است.

احتمالاً در آینده اندام‌هایی که در آزمایشگاه پرورش داده می‌شوند یا اعضای بدن حیوانات می‌توانند جایگزین اعضای اهدایی انسان‌ها شوند. از آن جایی که هنوز هم تعداد اعضای اهدایی انسان‌ها اصلاً کافی نیست، استفاده از اعضای مصنوعی یا حیوانی می‌تواند یک راه حل برای این مشکل باشد.

چه اعضایی مناسب هستند؟

بین سال‌های ۱۹۶۳ و ۲۰۲۰ در آلمان مجموعا ۱۴۲ هزار و ۵۸۴ پیوند عضو انجام شده است: ۹۰ هزار و ۶۴۲ مورد پیوند جگر، ۱۳ هزار و ۷۷۳ مورد پیوند قلب، ۶ هزار و ۹۶۰ پیوند شش و ۴۱۱۴ پیوند لوزه المعده یا پانکراس.

نخستین عضوی که در سال ۱۹۵۴ موفقانه پیوند زده شد، یک گرده بود. امروز گرده‌ها در لیست اعضای اهدایی مورد نیاز در صدر قرار دارند.

قلب مصنوعی

دومینگو لیوتا از ایالات متحده امریکا به تاریخ ۴ اپریل سال ۱۹۶۹ در بنیاد قلب تگزاس « Texas Heart Institute» نخستین قلب مصنوعی را ایجاد کرد که در بدن یک بیمار ۴۷ ساله نصب شد و پس از ۶۵ ساعت، یک قلب انسانی سالم جایگزین آن شد. اما مدت کوتاهی پس از آن مرد بیمار فوت کرد.

در حالی که بیش از ۵۰ سال از آن عمل جراحی گذشته، قلب مصنوعی هنوز هم یک راه حل دائمی نیست و نمی‌تواند جای قلب انسان را بگیرد. اما تا وقتی که یک عضو اهدایی پیدا شود، می‌شود از قلب مصنوعی به صورت موقت استفاده کرد.

انسان‌هایی که به صورت عاجل به قلب اهدایی نیاز دارند، تا حدود ۲ سال صبر می‌کنند. در این دوره یک قلب مصنوعی می‌تواند از قلب طبیعی فرد بیمار دست کم حمایت کند. اما این کار خطراتی هم به همراه دارد. 

قلب مصنوعی با سیستم پمپ کار می‌کند و از طریق یک کیبل به آن وصل می‌شود. اگر میکروب‌ها به این سیستم راه پیدا کرده و وارد بدن شوند، می‌توانند بیماری‌های عفونی شدیدی ایجاد کنند. ممکن است که در جریان پیوند، خونریزی ایجاد شود که بعد به نوبه خود ممکن است به سکته مغزی منجر شود.

پژوهشگران پس از نیم قرن هم نتوانستند نوعی قلب مصنوعی ایجاد کنند که مانند این شاهکار طبیعی در بدن ما کار کند. اما این امیدواری وجود دارد که قلب‌های مصنوعی در آینده دیگر نه فقط به عنوان یک راه حل موقتی، بلکه به عنوان یک راه حل نهایی برای بسیاری از بیماران قلبی بشود از آن‌ها استفاده کرد.

پیوسته طرح‌ها و پلان‌هایی راجع به ساخت قلب‌های مصنوعی ارائه می‌شود که باعث امیدواری است. یکی از جدیدترین دستاوردها «کارمات» است، یک پمپ بسیار مدرن که با غشا کار می‌کند. اندازه آن ۷۵۰ سانتی متر مکعب است و حدود ۹۰۰ گرام وزن دارد. یک موتور الکتریکی این غشاها را به حرکت در می‌آورد که بعد به عقب و جلو حرکت می‌کند و خون را این گونه به داخل بدن پمپ می‌کند.

اینجینیری انساج

تولید اندام در آزمایشگاه هدف افراد متخصص در زمینه اینجینیری انساج است. آن‌ها می‌خواهند اندام‌های کامل انسانی را با استفاده از سلول‌های فرد دریافت کننده به صورت مصنوعی تولید کنند. این یک روند پرهزینه و پیچیده است.

بر این اساس سلول‌های بنیادی یا سلول‌های انساج فرد بیمار در آزمایشگاه تکثیر شده و بعد برای ساخت اندام جدید که بعدا در بدن فرد دریافت کننده نصب می‌شود، از آن‌ها استفاده می‌شود. این فقط یک تئوری است و هنوز کاملا تحقق نیافته است. 

کارشناسان در این زمینه توافق نظر دارند که هنوز خیلی مانده تا اندام‌های تولیدشده در آزمایشگاه در بدن انسان‌ها نصب شود و آنجا وظایف عضو اصلی را به عهده بگیرد.

یک مشکل اصلی اندازه اعضا است. انساج گرده و جگر در آزمایشگاه تولید شده است، اما اندام‌هایی که با استفاده از آن ایجاد می‌شوند، به بزرگی اندام‌های انسانی نیستند.

تولید اعضای بدن با استفاده از چاپگر سه بعدی

تحقیقات انجام شده این امید را ایجاد می‌کند که چاپگرهای سه بعدی زمانی بتوانند اعضای بدن را چاپ کنند. نخستین قدم‌ها برداشته شده اند. امروزه می‌شود اشیای بسیاری را با استفاده از یک چاپگر سه بعدی تولید کرد.

به این منظور ماده لازم لایه به لایه بر روی هم قرار داده می‌شود. براساس اندازه‌های تعیین شده، اشیا با هدایت کمپیوتر ساخته می‌شوند. به این منظور می‌شود از ابزارهای جامد یا مایع استفاده کرد. در بخش صنعت تا به حال بیشتر از مواد مصنوعی استفاده می‌شود، از صمغ مصنوعی و سرامیک. از فلزهای مخصوصی نیز برای چاپگرهای سه بعدی استفاده می‌شود.

محققان امور طبی توانستند بسیاری از اجزای بدن را موفقانه با یک چاپگر سه بعدی تولید کنند. به طور مثال تخمدان‌های مصنوعی و همچنین استخوان، غضروف و بافت ماهیچه‌ها نیز شامل این اندام‌ها است. در سال ۲۰۱۹ محققان اسرائیلی حتی با استفاده از انساج انسانی یک قلب تولید کردند. اما این روش هنوز خیلی مانده تا تکمیل شود. به این منظور از ماده‌ای موسوم به جوهر ارگانیک استفاده شده است. برای تولید آن به یک روند پیچیده نیاز است.

محققان به این منظور انساج انسانی را در مراحل مختلف به ژل یک جوهر مصنوعی تبدیل می‌کنند. این جوهر از انساج فرد پذیرای عضو تشکیل شده است که برای بدن غریبه نیست و به این خاطر بدن آن را به آسانی دفع نمی‌کند. این در زمینه پیوند اعضای انسانی یک مشکل است. 

پیوند اعضای بدن حیوانات به انسان

در این زمینه خوک در مرکز توجه محققان قرار دارد. زیرا از نظر فیزیولوژی اعضای بدن خوک به اندام‌های انسانی بسیار شباهت دارد. به این ترتیب حیوانات به نوعی فابریک‌های اندام تبدیل می‌شوند. نخستین تلاش‌های پژوهشگران بر میمون‌ها چندان موفقانه نبوده است و اندام‌های آن ها به سرعت از سوی انسان‌ها دفع شده است.

از دریچه‌های قلب خوک نیز در این زمینه استفاده می‌شود. در سال‌های ۱۹۷۰ پروفیسور الن کارپنتیر، جراح فرانسوی دریچه‌های طبیعی قلب را تولید کرد که از بافت حیوانی تشکیل شده بودند.

احتمال این که بدن این دریچه‌ها را دفع کند، جزئی است و بیماران برخلاف اشخاصی که دریچه‌های مصنوعی قلب دریافت کرده اند، نباید در تمام طول عمرشان از داروهای رقیق کننده خون استفاده کنند.

دریچه‌های قلب خون را با هر بار تپش به مسیر درست هدایت می‌کنند. این کار ۱۰۰ هزار بار در روز انجام می‌شود که یک توانایی غیرقابل تصور است.

دریچه‌های قلب خوک‌ها از ده‌ها سال پیش به این سو موفقانه نصب می‌شوند، اما مدت زمان استفاده از آن‌ها نامحدود نیست، چونکه که به صورت طبیعی ساییده می‌شوند.

داکتران بیشتر برای اشخاص مسن‌تر از دریچه‌های حیوانی قلب استفاده می‌کنند. عمل‌های جراحی در این میان به یک امر عادی و روزمره تبدیل شده است. 

با وجود تجربیات طولانی مدت، ممکن است در صورت استفاده از دریچه حیوانی مشکلاتی ایجاد شود. به طور مثال ممکن است که به خاطر پیوند عضو ویروس‌ها وارد بدن انسان شوند.

قرنیه مصنوعی چشم

محققان در زمینه پیوند قرنیه چشم نیز به موفقیت‌هایی دست یافته اند. زیرا در این زمینه هم تعداد قرنیه‌های انسانی که بشود برای پیوند از آن‌ها استفاده کرد، چندان زیاد نیست. پژوهشگران در آزمایشگاه در زمینه نصب اعضای بدن حیوانات در بدن انسان‌ها به تحقیق مشغولند.

آن‌ها می‌توانند سلول‌های قرنیه چشم‌های خوک‌ها را طوری تغییر دهند که پس از پیوند به انسان باعث واکنش سیستم ایمنی بدن نشوند. سپس سلول‌ها دوباره باهم تلفیق می‌شوند.

جراحان سالانه حدود ۶ هزار پیوند قرنیه چشم را انجام می‌دهند.

به طور مثال وقتی که قرنیه چشم فرد تیره شده یا صدمه می‌بیند و توانایی بینایی افراد به این خاطر شدیدا متاثر می‌شود یا حتی این خطر وجود دارد که زن یا مرد بیمار با خطر نابینایی مواجه شود، در این صورت به پیوند قرنیه چشم نیاز است.

اگر این بیماری بسیار پیشرفت کرده باشد، می‌شود قرنیه اهدایی را جایگزین قرنیه تیره فرد دریافت کننده کرد. قوه بینایی فرد می‌تواند اینگونه تا اندازه زیادی بازسازی شود و کیفیت زندگی او تا اندازه بسیار زیادی بهبود می‌یابد.

برای این عمل جراحی دو روش مختلف وجود دارد. جراحان یا تمام چشم را کاملا برمی‌دارند و یا این که فقط قرنیه و اجزای پیرامون آن را خارج می‌کنند.

عمل پیوند قرنیه چشم در بیشتر موارد موفقانه است. زیرا بدن تقریبا اصلا نسبت به قرنیه پیوند زده شده واکنش نشان نمی‌دهد و واکنش‌های تدافعی بسیار به ندرت پیش می‌آیند.

گوردون هایزه/ م. ا.