تجميد الأعضاء المزروعة: اكتشافات جديدة في الحفظ بالتبريد

في خطوة ثورية، اكتشف العلماء طرقًا جديدة لتجميد الأعضاء المزروعة دون تكسيرها، مما يعد تقدمًا كبيرًا في مجال زراعة الأعضاء.

اكتشاف العلماء لطرق تجميد الأعضاء المزروعة دون تكسيرها

الحفظ بالتبريد، وهو عملية الحفاظ على الأنسجة البيولوجية عن طريق تبريدها إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، غالبًا ما يبدو وكأنه شيء من الخيال العلمي. في الواقع، قام العلماء بدراسة هذه التقنية وتحسينها منذ ما يقرب من قرن من الزمان. ظل التقدم بطيئًا لعقود من الزمن، لكن ذلك بدأ يتغير في عام 2023، عندما نجح الباحثون في جامعة مينيسوتا في زرع كلية محفوظة بالتبريد في فأر آخر. وقد أثبت هذا الإنجاز أن الأعضاء المجمدة يمكن استخدامها يومًا ما في عمليات زرع الأعضاء البشرية.

التحديات في الحفاظ على الأعضاء

وعلى الرغم من هذا التقدم، فإن الحفاظ على الأعضاء الأكبر حجما لا يزال يمثل عقبة رئيسية. واحدة من أكبر المشاكل هي التشققات، والتي يمكن أن تحدث عندما يتم تبريد الأنسجة بسرعة كبيرة. يمكن لهذه الكسور أن تلحق الضرر بالعضو وتجعله غير قابل للاستخدام، مما يجعل الوقاية من الشقوق هدفًا حاسمًا لتعزيز عملية الحفاظ على الأعضاء وزراعتها.

نهج جديد من جامعة تكساس إيه آند إم

قام فريق من جامعة تكساس إيه آند إم، بقيادة الدكتور ماثيو باول بالم من قسم الهندسة الميكانيكية، بتقديم نهج جديد يهدف إلى معالجة هذه المشكلة. يوضح بحثهم طريقة يمكن أن تقلل من احتمالية التشقق أثناء الحفظ بالتبريد.

التزجيج ودور درجة حرارة التحول الزجاجي

للحفاظ على الأعضاء قابلة للحياة خارج الجسم لفترات أطول، يعتمد العلماء على عملية تسمى التزجيج. تتضمن هذه التقنية تبريد الأنسجة في محلول متخصص حتى تدخل في حالة تشبه الزجاج. في هذه الحالة، يتم “تجميد” الخلايا بشكل فعال في الوقت المناسب دون تكوين بلورات ثلجية ضارة.

يلعب تكوين محلول التزجيج دورًا رئيسيًا في مدى بقاء الأنسجة على قيد الحياة أثناء العملية. ومن خلال ضبط هذا الخليط، يمكن للباحثين فحص كيفية تأثير الخصائص المختلفة على خطر التشقق.

وقال باول بالم، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية: “في هذه الدراسة، قمنا بدراسة درجات حرارة التزجج المختلفة، والتي نعتقد أنها تلعب دورًا مهيمنًا في التشقق”. “لقد تعلمنا أن ارتفاع درجات حرارة التزجج يقلل من احتمالية التشقق.”

تصميم حلول أكثر أمانا للحفظ بالتبريد

تعطي هذه النتيجة للعلماء اتجاهًا أوضح لتحسين طرق الحفظ بالتبريد. من خلال تطوير محاليل التزجيج المائي مع درجات حرارة انتقال زجاجية أعلى، قد يتمكن الباحثون من حماية الأعضاء بشكل أفضل من الأضرار الهيكلية أثناء التجميد.

وقال باول بالم: “إن التشقق ليس سوى جزء واحد من المشكلة”. “يجب أن تكون الحلول متوافقة حيوياً مع الأنسجة أيضًا.”

تأثير أوسع يتجاوز زراعة الأعضاء

يمتد التقدم في الحفظ بالتبريد إلى ما هو أبعد من طب زرع الأعضاء. يمكن لتقنيات الحفظ المحسنة أن تدعم الحفاظ على الحياة البرية والتنوع البيولوجي، وتعزيز تخزين اللقاحات، والمساعدة في تقليل هدر الطعام. ونظرًا لأن هذه الطريقة يمكن أن تطيل عمر المواد البيولوجية، فإنها لديها القدرة على الاستفادة من العديد من مجالات أبحاث وتطبيقات علوم الحياة.

وقال المؤلف المشارك ورئيس قسم الهندسة الميكانيكية الدكتور غييرمو أغيلار: “تقدم هذه الدراسة مساهمة أساسية في فهمنا للديناميكا الحرارية للمحاليل المائية”. “إنني أتطلع إلى المزيد من النتائج المشجعة في هذا الاتجاه، والتي ستؤدي في نهاية المطاف إلى زيادة قابلية بقاء الأنظمة البيولوجية على جميع المستويات – من الخلايا المفردة إلى الأعضاء الكاملة.”

فريق البحث والدعم

وشارك في الدراسة أيضًا الدكتور سهيل كافيان، دكتوراه. الطلاب كريستال ألفاريز ورون سيلرز، والطالب الجامعي غابرييل أريسمندي سانشيز، وجميعهم من قسم الهندسة الميكانيكية.

قال باول بالم: “تتطلب الهندسة الميكانيكية في جوهرها فهمًا لكيفية عمل أي شيء. يدمج هذا المشروع الكيمياء الفيزيائية، وفيزياء الزجاج، والميكانيكا الحرارية، وعلم الأحياء البردي”. “لقد قام هؤلاء الطلاب بعمل رائع في تطبيق التفكير الشامل الذي تتطلبه الهندسة الميكانيكية في هذا العمل.”

تم توفير التمويل لهذا البحث من قبل مركز البحوث الهندسية التابع لمؤسسة العلوم الوطنية للتكنولوجيات المتقدمة للحفاظ على النظم البيولوجية، والذي يدعم العمل الرائد في مجال الحفظ بالتبريد.

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily

تؤكد هذه الأبحاث على أهمية التطورات في الحفظ بالتبريد، والتي قد تغير مستقبل زراعة الأعضاء وتحسين نتائجها.