عندما يكون الدم المتبرع به منخفضًا، تصبح الصفائح الدموية أكثر ندرة. تتمتع أجزاء الخلايا هذه، والتي تعتبر ضرورية لتخثر الدم، بفترة صلاحية قصيرة. في حين يمكن تبريد الدم الكامل لمدة تصل إلى شهر، فإن الصفائح الدموية تستمر لمدة أسبوع واحد فقط على الأكثر.
يقول آشلي براون، الأستاذ المشارك في برنامج الهندسة الطبية الحيوية المشترك في جامعة ولاية نورث كارولينا وجامعة نورث كارولينا في تشابل هيل: «حتى لو كان لديك الكثير من التبرعات، فلن تتمكن من تخزينها لفترة طويلة».
ولمعالجة هذه المشكلة، قامت براون وفريقها بإنشاء بديل اصطناعي يمكن تخزينه لفترات طويلة من الزمن. في ورقة حديثة في العلوم الطب الانتقالييصفون استخدام الصفائح الدموية الاصطناعية لوقف النزيف وتعزيز الشفاء في القوارض والخنازير.
تدور الصفائح الدموية الطبيعية في الدم وتمنع أو توقف النزيف عن طريق تكوين جلطات. وفي بعض الأحيان، يحتاج الجسم إلى المزيد منها. غالبًا ما يحتاج الأشخاص الذين يعانون من إصابات رضحية، والسرطان، وبعض الحالات المزمنة التي تجرد الدم من الصفائح الدموية، إلى عمليات نقل الدم. عادة، يتم جمع الصفائح الدموية من خلال عملية تسمى فصل الدم، حيث يتم تمرير دم المتبرع عبر أنبوب إلى آلة تفصل الصفائح الدموية. يتم نقلها إلى كيس، ويتم إرجاع باقي الدم إلى المتبرع.
وتعني فترة صلاحيتها المحدودة أيضًا أنه لا يتم تخزينها غالبًا في المستشفيات الريفية ولا يمكن نقلها بسهولة. هدف براون هو إيجاد بديل يسهل تخزينه وشحنه ويمكن إعطاؤه للمرضى في وقت أقرب، كما هو الحال في سيارة الإسعاف أو في ساحة المعركة، وبغض النظر عن فصيلة الدم.
ولتصنيع الصفائح الدموية الاصطناعية، استخدمت براون وفريقها مادة هلامية اسفنجية ذات أساس مائي تسمى هيدروجيل لتشكيل جسيمات نانوية تحاكي حجم وميكانيكية وشكل الصفائح الدموية الطبيعية. ثم قاموا بتصميم جزء من الجسم المضاد الذي يرتبط بالفيبرين، وهو البروتين الذي يساعد الصفائح الدموية على تكوين جلطات، وقاموا بتزيين سطح الجسيمات النانوية بجسم الفيبرين المضاد. عند حدوث إصابة، تندفع الصفائح الدموية إلى موقع الضرر لتشكل سدادة مؤقتة. يتم تنشيط الفيبرين أيضًا في هذه العملية ويتراكم في موقع الجرح، مما يؤدي في النهاية إلى إنتاج جلطة.
للعثور على الجرعة المثالية من الصفائح الدموية الاصطناعية اللازمة لوقف النزيف، اختبر الباحثون مجموعة من الجرعات على الفئران. ثم قاموا بإعطاء دفعات من النسخة الاصطناعية للفئران والجرذان والخنازير ومقارنتها بالحيوانات التي تلقت الصفائح الدموية الطبيعية وتلك التي لم يتم علاجها بأي منهما. جميع الحيوانات في الدراسة كانت تعاني من نزيف داخلي حاد. ووجدوا أن الصفائح الدموية الاصطناعية كانت قادرة على الانتقال عبر مجرى الدم إلى موقع الجرح لتعزيز التخثر وتسريع الشفاء.
وكانت معدلات الشفاء متشابهة في الحيوانات التي تلقت الصفائح الدموية الاصطناعية وتلك التي تلقت الصفائح الدموية الطبيعية. بشكل عام، كان أداء كلا المجموعتين أفضل من أولئك في المجموعة غير المعالجة. ومن المثير للاهتمام أنه لم يكن على الباحثين سوى استخدام حوالي عُشر عدد الجزيئات الاصطناعية للحصول على نفس التأثيرات العلاجية كما هو الحال مع الصفائح الدموية الطبيعية. يقول براون: “إن آلية عملنا مرتبطة بالفيبرين، لذلك من الممكن أن تكون جزيئاتنا أكثر كفاءة في هذا الارتباط”. هناك أيضًا تباين في كيفية تحضير المختبرات للصفائح الدموية الطبيعية التي يمكن أن تؤثر على جودتها، وهو ما قد يؤدي إلى تفاقم هذا الاختلاف.
