مضخة دم مصغّرة قد تنقذ حياة الأطفال الذين يولدون ببطين واحد

Marcus Granegger
2025/9/17
English version | French version | German version

يولد نحو 10 في المئة من الأطفال المصابين بعيوب قلبية خَلقية ببطين واحد عامل فقط. ويُعرف هذا التشوه النادر والخطير باسم «الفيزيولوجيا القلبية أحادية البطين». ويحتاج الأطفال المصابون به إلى جراحات قلب بالغة التعقيد في سن مبكرة من أجل البقاء على قيد الحياة.

ولعقود طويلة، اعتُبرت عملية «فونتان» العلاج القياسي لهذه الحالة. وفي هذه العملية، يُوصَل الوريدان الأجوفان الكبيران، العلوي والسفلي، مباشرة بالشريانين الرئويين عبر عدة مراحل جراحية. وبعد ذلك، يتعين على البطين الوحيد العامل ضخ الدم عبر الدورة الدموية في الجسم بمفرده، فيما يتدفق الدم إلى الرئتين بصورة سلبية، من دون دعم بطين ثانٍ.

ورغم أن هذه الطريقة تنقذ الحياة، فإنها ترتبط بمشكلات كبيرة على المدى الطويل. فغياب البطين المسؤول عن دفع الدم إلى الرئتين يخلق ظروفًا غير طبيعية في ديناميكية تدفق الدم؛ إذ يرتفع الضغط في الأوردة، ما يؤدي إلى احتقان وريدي واحتباس السوائل. ومع مرور الوقت، قد يسبب ذلك مضاعفات خطيرة، تتراوح بين أمراض الكبد واضطرابات نظم القلب وصولًا إلى فشل كامل في الدورة الدموية.

بالنسبة إلى المرضى الذين يعانون فشلًا في الدورة الدموية بعد عملية فونتان، لا يزال زرع القلب الخيار العلاجي الوحيد المتاح حاليًا. غير أن قلة الأعضاء المتبرع بها، إلى جانب التعقيد التشريحي لهذه الحالات، تجعل إجراء الزراعة أكثر صعوبة. والواقع أن كثيرًا من الأطفال والمراهقين الذين يعيشون بدورة فونتان يفقدون حياتهم قبل العثور على قلب متبرع مناسب. كما يتوقع الخبراء أن يتضاعف عدد مرضى فونتان خلال العشرين عامًا المقبلة.

حل تقني لمشكلة طبية لم تُحل بعد

في هذا السياق، يعمل فريق بحثي متعدد التخصصات على تطوير خيار علاجي جديد كليًا: مضخة دم ميكانيكية مصغّرة يمكنها أن تتولى وظيفة البطين المفقود المسؤول عن دفع الدم إلى الرئتين.

ويجمع المشروع بين جامعة فيينا الطبية، ممثلةً بعيادة جراحة القلب والشريان الأورطي الصدري الجامعية، والمركز الطبي الجامعي هامبورغ-إيبندورف (UKE)، والمعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ (ETH Zurich).

ويتولى الدكتور ماركوس غرانيغر من جامعة فيينا الطبية الإدارة التقنية للمشروع، فيما يشرف البروفيسور دانيال زيمبفر من الجامعة نفسها والبروفيسور ميخائيل هوبلر من مركز هامبورغ الطبي الجامعي على الجانب الطبي. وبالتعاون مع مهندسين وجراحي قلب، طوّر الفريق مضخة مصغرة دوّارة ذات فتحتَي دخول ومخرج واحد.

ويقوم هذا التصميم الفريد على توصيل فتحتَي الدخول بالوريدين الأجوفين العلوي والسفلي، بينما يُوصَل المخرج بالشريان الرئوي. وتعمل المضخة على نقل الدم بصورة نشطة من أوردة الجسم إلى الرئتين، لتؤدي وظيفيًا دور البطين الأيمن المفقود.

الأساس التكنولوجي والتحديات الخاصة

يعتمد النظام على تقنيات تُستخدم بالفعل بنجاح في أجهزة الدعم القلبي التقليدية المخصصة للبالغين المصابين بفشل القلب. غير أن استخدامه لدى مرضى فونتان استلزم إدخال تعديلين رئيسيين:

التصغير: إذ إن قلوب الأطفال وأوعيتهم الدموية أصغر بكثير، ما يتطلب تقليص حجم المضخة بصورة كبيرة.

التحكم الخاص في تدفق الدم: فعلى خلاف المضخات التقليدية، يجب أن يتعامل النظام مع مسارين منفصلين للدم، أحدهما من الوريد الأجوف العلوي والآخر من الوريد الأجوف السفلي.

ولذلك، تطلب تطويره إجراء محاكاة معقدة لتدفق السوائل باستخدام ديناميكيات الموائع الحاسوبية، وتصميمات متوافقة مع الدم، واختبارات مخبرية واسعة النطاق.

من المحاكاة إلى نجاح التجارب على الحيوانات

خضع النظام خلال السنوات الماضية لاختبارات مكثفة قبل سريرية. ففي البداية، استخدم الباحثون نماذج حاسوبية لتحليل التغيرات التي تطرأ على دورة فونتان عند دعمها بالمضخة. ثم دُرس تدفق الدم داخل المضخة من حيث توافقه مع الدم، وهي خطوة أساسية لمنع تشكل الجلطات أو تلف خلايا الدم.

وبعد نجاح اختبارات الدم في المختبر، انتقل المشروع إلى مرحلته الحاسمة: أول عملية زرع للمضخة ضمن نموذج حيواني جرى تطويره حديثًا في مركز البحوث الطبية الحيوية بجامعة فيينا الطبية، تحت إشراف البروفيسور برونو بوديسر.

تمكنت المضخة من أن تحل محل الجانب الأيمن من قلب الأغنام بالكامل، وأن تؤدي هذه الوظيفة لعدة ساعات. وأظهرت القياسات استقرار الدورة الدموية، وعودة تدفق الدم إلى الرئتين إلى مستوياته الطبيعية، من دون حدوث ضرر ملحوظ في الدم.

المحطة التالية: اختبارات طويلة الأمد وآفاق سريرية

تتمثل الخطوة المقبلة في دراسة الآثار طويلة المدى لهذه التقنية الداعمة في نماذج حيوانية إضافية. ويهدف الفريق إلى تحسين المضخة بما يضمن عملها بصورة موثوقة لفترات طويلة، من دون إلحاق ضرر بالدم أو الأنسجة المحيطة. وفي الوقت نفسه، سيجري تطوير المواد المستخدمة، ونظام تزويد الطاقة، وتقنيات الزرع.

ويقول الباحثون: «هدفنا هو أن نوفر للأطفال المصابين علاجًا لا يضمن بقاءهم على قيد الحياة فحسب، بل يتيح لهم أيضًا حياة نشطة وجديرة بالعيش، بعيدًا عن القلق الدائم بشأن ما إذا كان قلب متبرع مناسب سيتوافر، ومتى».

أمل لفئة متنامية من المرضى

إذا أثبت النظام فعاليته في التجارب طويلة الأمد، فقد يشكل إضافة ثورية إلى العلاج القائم لمرضى فونتان، ويفتح آفاقًا جديدة لآلاف الأطفال حول العالم.

وحتى الآن، لا يوجد بديل علاجي راسخ لزراعة القلب لدى مرضى فونتان الذين يعانون فشلًا في الدورة الدموية. وقد لا يقتصر الدعم الميكانيكي المزروع في مرحلة مبكرة على إبطاء تطور الحالة، بل يمكنه أيضًا تحسين جودة الحياة بصورة ملحوظة لسنوات طويلة.

ويمثل هذا المشروع مثالًا بارزًا على الكيفية التي يمكن أن تولد بها الابتكارات الطبية من تعاون متعدد التخصصات.