پمپهای انسولین زندگی بسیاری از
از ۴۱۵ میلیون نفری که در سراسر جهان مبتلا به دیابت را
با نظارت بر قند خون، رساندن انسولین،
و بدون نیاز به قطره خون انگشت و آزمایش خون، بهبود بخشد.
این ماشینهای کوچک شامل یک پمپ و یک سوزن است که میتواند سطح گلوکز را
حس کند، به پمپ بازخورد دهد،
و سپس مقدار انسولین اعمال شده از طریق سوزن را محاسبه کند.
اما یک محدودیت دارند: موقت هستند.
ظرف چند روز، حسگرهای گلوکز باید جابهجا و جایگزین شوند.
و این مشکل فقط مختص به نمایشگرهای گلوکز و پمپهای انسولین نیست
بلکه همه ایمپلنتهای بدن، با مقیاسهای زمانی مختلف را شامل میشود.
پس از حدود ۲۰ سال، پروتزهای پلاستیکی زانو باید جایگزین شوند.
ایمپلنتهای دیگر، مانند آنهایی که برای کاربرد زیبایی استفاده میشوند
می تواند در حدود ۱۰ سال به سرنوشتی مشابه دچار شوند.
این تنها مایه رنجش نیست: می تواند گران و خطرناک باشد.
این ناراحتی ناشی از سیستم ایمنی بدن ماست.
چند صد میلیون سال تکامل، باعث چنین چیزی است
این جبهههای دفاعی
در شناسایی اشیاء خارجی، خارقالعاده خوب بوده اند.
سیستم ایمنی بدن ما
با یک زرادخانه چشمگیر از ابزارهایی برای مقابله و رهگیری، خودی نشان میدهد و
هر چیزی را که معتقد به وجودش نباشد نابود میکند.
اما نتیجه این نظارت مستمر
این است که بدن ما با ایمپلنت های مفید مانند پمپهای انسولین،
با همان سوء ظنی رفتار میکند که با یک ویروس یا باکتری مضر رفتار میکند.
به محض اینکه پمپ انسولین در پوست نفوذ کند،
حضور آن باعث تحریک آنچه که به عنوان "پاسخ جسم خارجی" شناخته می شود، میگردد.
این با پروتئینهای آزاد شناور آغاز میشود
که خود را به سطح ایمپلنت بچسبانند.
این پروتئین شامل پادتنها میشود
که تلاش میکنند جسم جدید را خنثی کنند
و یک سیگنال ارسال میکند که سلولهای ایمنی دیگر را به محل فرا میخواند
تا حمله را تقویت کنند.
سلولهای التهابی پاسخ سریع،
مانند نوتروفیلها و ماکروفاژها
به تماس اضطراری پاسخ میدهند.
نوتروفیلها گرانولهای ریزی را که از آنزیمها پر شده اند، آزاد می کنند
سعی میکنند سطح سوزن پمپ انسولین را در هم بشکنند.
ماکروفاژها همچنین آنزیمهایی را ترشح میکنند
که همراه با رادیکالهای اکسید نیتریک
با ایجاد یک واکنش شیمیایی شی را به مرور زمان از بین میبرد.
اگر ماکروفاژها قادر به رسیدن سریع به جسم خارجی نباشند
بههم می پیوندند، یک توده سلول به نام "سلول غول پیکر" را تشکیل میدهند.
در همان زمان، سلولهایی به نام فیبروبلاستها
به محل میروند و لایههای چگال از بافت چسبنده رسوب میدهند.
آنها سوزنی را که پمپ برای رساندن انسولین و اندازهگیری سطوح گلوکز
استفاده میکند، محاصره میکنند.
با گذشت زمان، این داربست ها ساخته می شوند
که اطراف ایمپلنت یک خراش ایجاد میکنند.
خراش به عنوان یک دیوار تقریبا غیر قابل نفوذ عمل میکند
که ممکن است از اندرکنشهای حیاتی بین بدن و ایمپلنت
جلوگیری به عمل آورد.
برای مثال، تشکیل خراش در اطراف دستگاههای ضربانساز قلب می تواند در
از انتقال الکتریکی که برای عملکردشان بسیار مهم است، وقفه ایجاد کند.
مفاصل مصنوعی زانو ممکن است هنگامی که ساییده میشوند، باعث کنده شدن ذرات شوند،
باعث میشود سلولهای ایمنی در اطراف این ذرات ملتهب شوند.
به طور غمانگیزی، حمله سیستم ایمنی حتی میتواند زندگی را تهدید کند.
با این حال، محققان در حال یافتن راههایی برای فریب سیستم ایمنی بدن
برای پذیرش دستگاههای جدید که به بافتهای بدن وارد میکنیم، هستند.
ما کشف کردهایم که پوشش ایمپلنت با مواد شیمیایی و داروهای خاص
میتواند پاسخ ایمنی را کاهش دهد.
اینها اساسا ایمپلنت را نسبت به سیستم ایمنی بدن نامرئی میکنند.
ما همچنین ایمپلنتهای بیشتری از مواد طبیعی تولید میکنیم
و در شکلهایی که به طور مستقیم مانند بافتها هستند،
به طوری که بدن حمله ضعیفتری را نسبت به ورود
ایمپلنتهای کاملا مصنوعی آغاز میکند.
برخی از درمانهای پزشکی شامل ایمپلنت هستند
که برای بازسازی بافتهای از دست رفته و آسیب دیده طراحی شده ااند.
در آن موارد ما می توانیم ایمپلنت هایی را طراحی کنیم که حاوی موادی هستند
که سیگنال های خاصی را منتشر خواهد کرد
و با دقت با واکنشهای ایمنی بدن ما سازگار میشوند.
در آینده، این روش عملکرد در کنار سیستم ایمنی بدن
می تواند به ما کمک کند تا اندامهای کاملا مصنوعی را توسعه دهیم
که کاملا یکپارچه هستند
و قابلیت خودترمیم شوندگی آسیب را دارند.
این درمان ها ممکن است یک روز در پزشکی، انقلابی بر پا کنند
و بدنی را که ما در آن زندگی می کنیم، برای همیشه تغییر دهند.