دانشمندان تراشهای را ساختهاند که کیفیت خون اهدایی را فوراً اندازهگیری میکند
میلیونها نفر در سراسر جهان هر سال با اهدای خون، جان انسانهای بیشماری را نجات میدهند. پس از اهدای خون، پلاسما و گلبولهای سفید از گلبولهای قرمز جدا میشوند؛ گلبولهای قرمزی که رایجترین فرآورده مورد استفاده در انتقال خون به شمار میروند. در بیشتر کشورها، این گلبولهای قرمز بهصورت محلول مایع و در شرایط سردخانهای تا حداکثر ۴۲ روز قابل نگهداری هستند.
با گذشت زمان، گلبولهای قرمز دچار تغییرات ساختاری میشوند؛ غشای سلولی آنها ضعیفتر شده و مواد متابولیکی مضر در محیط تجمع پیدا میکند. این روند باعث کاهش کیفیت خون و نامناسب شدن آن برای انتقال میشود؛ به همین دلیل، خون ذخیرهشده پس از حدود شش هفته دیگر قابل استفاده نیست.
اما یک نکته مهم وجود دارد: همه خونهای اهدایی با یک سرعت پیر نمیشوند. حتی زمانی که نمونهها در شرایط یکسان و برای مدت مشابه نگهداری شوند، کیفیت گلبولهای قرمز و سرعت افت عملکرد آنها میتواند بهشدت متفاوت باشد. عواملی مانند متابولیسم بدن اهداکننده، سبک زندگی، وزن، جنسیت و سن در این موضوع نقش دارند؛ تفاوتهایی که معمولاً در مراکز درمانی و بانکهای خون نادیده گرفته میشوند.
دلیل اصلی این مسئله، نبود روشهایی سریع، ارزان و عملی برای سنجش کیفیت خون ذخیرهشده درست پیش از انتقال به بیمار است.
در همین راستا، پژوهشگران دانشگاه کلرادو بولدر و دانشگاه کلرادو آنشوتز موفق به طراحی دستگاهی کوچک، کمهزینه و کاربرپسند شدهاند که میتواند این مشکل را برطرف کند.
شیاویون دینگ، دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک پل ام. رَدی در دانشگاه بولدر، در اینباره میگوید:
«چشمانداز ما ساخت تراشهای به اندازه یک سکه است که بتوان آن را به تلفن همراه متصل کرد. این تراشه با استفاده از دوربین گوشی و یک اپلیکیشن، تنها در دو دقیقه نتیجه آزمایش را نمایش میدهد.»
این تراشه چگونه کار میکند؟
این تراشه امواج آکوستیک تولید میکند؛ امواجی شبیه به صوت، اما محدود به لایه سطحی تراشه که الکترودها در آن قرار دارند. یک قطره بسیار کوچک خون روی سطح تراشه قرار داده میشود و با عبور جریان الکتریکی، این امواج باعث لرزش و گرم شدن گلبولهای قرمز میشوند تا جایی که سلولها تخریب میشوند.
در واقع، این فرایند نوعی «آزمون استرس» برای سلولهای خونی محسوب میشود: هرچه گلبولهای قرمز سریعتر از هم بپاشند، کیفیت و سلامت خون پایینتر است.
نتایج آزمایشها چه نشان داد؟
در جریان آزمایشها، نمونههای خون چند اهداکننده سالم بهصورت هفتگی و در طول دوره ۴۲روزه نگهداری بررسی شد. نتایج نشان داد با افزایش سن خون، گلبولهای قرمز برخی اهداکنندگان در دماهای پایینتری تخریب میشوند؛ موضوعی که بیانگر افت قابل توجه کیفیت خون، حتی پیش از رسیدن به تاریخ انقضای رسمی آن است.
پژوهشگران برای اطمینان از دقت نتایج بررسی کردند که آیا گرما بهتنهایی میتواند چنین تفاوتهایی را آشکار کند یا نه. دما در آزمایشها بهدقت کنترل شد تا مقایسه میان اهداکنندگان منصفانه باشد، اما مشخص شد بدون وجود ارتعاشات آکوستیک، تشخیص تفاوتهای فردی در کیفیت گلبولهای قرمز ممکن نیست.
کاربردهای احتمالی در آینده
این فناوری نشان میدهد که هم مدت زمان نگهداری خون و هم تفاوتهای زیستی میان اهداکنندگان، نقش مستقیمی در کیفیت گلبولهای قرمز دارند. با شناسایی نمونههای کمکیفیتتر، بیمارستانها میتوانند آنها را زودتر مورد استفاده قرار دهند و از انتقال خون با کیفیت بالاتر به بیماران اطمینان حاصل کنند.
علاوه بر این، این روش میتواند امکان پیشبینی عملکرد خون پس از انتقال به بدن بیمار را نیز فراهم کند.
اگرچه هنوز مسیر طولانی تا استفاده گسترده از این فناوری در مراکز درمانی باقی مانده است، اما پژوهشگران امیدوارند در آینده بتوانند از همین رویکرد برای اندازهگیری عوامل مختلف مؤثر بر سلولهای خونی یا حتی سطح پروتئینها در خون استفاده کنند؛ گامی مهم در جهت هوشمندسازی و افزایش ایمنی انتقال خون.
