تصميم اول كلية صناعية جاهزة للزراعة

عملية غسيل الكلى التي يتعرض لها الملايين حول العالم نتيجة فشل الكلى الكامل، حيث تفقد الكلى كلتيها وظيفتها الحيوية وتتوقف عن العمل تماما. وبالتالي، يتوجب على المرضى إجراء غسيل كلوي يحاكي وظيفة الكلى في التخلص من السموم وتنقية الدم. يقوم المرضى بهذه العملية ثلاث مرات في الأسبوع، وتستغرق كل جلسة خمس ساعات. وعلى الرغم من ذلك، فإنها تعوض فقط 13% من وظيفة الكلى. بالإضافة إلى ذلك، المرضى الذين يتلقون غسيل الكلى لا يعيشون لأكثر من خمس سنوات كحد أقصى. وقائمة انتظار المتبرعين بالكلى تزداد يوما بعد يوم، ولا تتوفر متبرعين بشكل كاف. ومن هنا جاءت فكرة الباحثين في محاولة الوصول إلى نموذج صناعي للكلى يقوم بنفس وظائف الكلى ويخفف على المرضى مشقة غسيل الكلى والانتظار لفترة غير محددة حتى يتمكن المريض من الحصول على كلية من أحد المتبرعين، إذا تيسرت له الفرصة

◄ النموذج الاولي : تم إظهار نموذج كلية صناعية مبدئي من قبل المهندس البيولوجي شوفو روي، الذي أنتج جهازا جديدا في مختبر جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو، والذي حجمه لا يتجاوز حجم العلب الصغيرة التي تستخدم لحفظ الطعام الجاهز والمعلبات. تعمل هذه الكلية على تنقية السموم من الدم وكذلك تنفيذ جميع وظائف الكلى الأخرى، مثل ضبط ضغط الدم وتصنيع فيتامين دال وغيرها من المهام الأخرى التي تقوم بها الكلية الحقيقية. أكد شوفو روي أن عملية الغسيل الكلوي التي يقوم بها المرضى عملية مرهقة جدا وتستنزف طاقة المريض، وأنها لا تقوم بأي وظيفة أخرى غير تنقية السموم، بينما الكلية الحقيقية لها العديد من الوظائف الأيضية والهرمونية التي تنظم بها العديد من الوظائف الحيوية داخل الجسم. ولكن الجهاز الصناعي الذي تم تصميمه يقوم بهذه الوظائف، كما أن حجمه الصغير يجعله يناسب الجسم ويتكامل معه بسهولة. وأشار شوفو روي إلى أن الكلية الحقيقية تقوم بتصفية ما يقرب من 90 لترا من الماء بشكل يومي، وهذا يسبب ضغطا كبيرا على أجهزة الغسيل الكلوي لضخ نفس الكمية من الماء عبر الأغشية النفاذة، مما يستهلك طاقة كبيرة وقدرة المريض على التحمل حتى يتمكن من تصفية الكمية بشكل كامل والتخلص من السموم عبر الأغشية الخاصة به .

◄ تفاصيل التصميم : اعتمد الجهاز الصغير على البحوث الأخيرة والتجارب التي أجراها الباحثون، وتم تصميمه وتقسيمه إلى جزئين. الجزء الأول يتكون من آلاف الأغشية المكدسة المصنوعة من السيليكون، والتي تحتوي على مسامات متناهية الصغر وتم تصميمها بشكل فائق ومميز لتنقية الدم بشكل كامل. يقوم الدم بالمرور عبر هذه الأغشية بواسطة الضغط الطبيعي في الجسم، ويقوم الجهاز بتنقية الدم من جميع السموم والشوائب، بالإضافة إلى تنقيته من الماء والأملاح والفيتامينات والعديد من المكونات التي تقوم بها الكلى الطبيعية. ثم ينتقل الدم النظيف إلى الجزء الثاني من الجهاز، ويقوم هذا الجزء بالسماح للدم النظيف بالمرور مرة أخرى إلى الجسم، ويقوم بتنقية الشوائب وفصلها عن الماء والفيتامينات والمواد المفيدة، ويعيد إعادتها إلى الجسم. أما الشوائب والسموم التي لا يتم امتصاصها، فتطرح مباشرة في المثانة عبر أنبوب منفصل للتخلص منها، تماما كما تقوم الكلى الطبيعية بالقيام به. ويحتوي هذا الجزء على خلايا حقيقية من الكلى البشرية، وبالتالي يتمكن من إنتاج فيتامين دال والحفاظ على ضغط الدم بالطريقة الطبيعية المناسبة .

◄ عيوب الجهاز : أشار الباحثون إلى أن الجهاز الجديد هو جهاز ممتاز يعمل بشكل مشابه تماما للكلى البشرية، ولكنه يفتقد بعض الوظائف الحيوية التي تقوم بها الكلى الحقيقية. ومع ذلك، أكدوا أن هذا الجهاز هو الحل المثالي لأولئك الذين ينتظرون عملية زراعة كلى بشرية يتبرع بها الأشخاص الأصحاء، نظرا لأن فرص الوفاة أثناء الانتظار أكبر بكثير من فرص الحصول على كلى بشرية بسبب نقص المتبرعين بشكل كبير، ووجود ملايين الأشخاص على قوائم الانتظار. وبالتالي، يوفر هذا الجهاز حلا مؤقتا حتى يتمكن المريض من التكيف والعيش لفترة أطول، وما زالت الأبحاث مستمرة في تطوير الجهاز وتحسين أجهزة الغسيل الكلوي .