بانک خون (تکنیک ذخیره‌سازی خون)

اختراع بانک خون (تکنیک ذخیره‌سازی خون)

US2301710
جان اسکودر,چارلز درو

خون همواره نمادی از تولد و مرگ بوده است. وظیفه اصلی خون در بدن، انتقال اکسیژن و مواد مغذی به بافت‌ها، کمک به دفع مواد حاصل از متابولیسم، و جمع‌آوری مواد سمی جهت انتقال به کبد و کلیه به‌منظور تصفیه است. این مایع حیاتی، علاوه بر آب، گلبول‌های سفید و قرمز و پلاکت، حاوی پروتئین، گلوکوز، چربی، ویتامین‌ها، هورمون‌ها و مواد معدنی است. محافظت از بدن در برابر عفونت‌ها و بیماری‌ها، در کنار حفظ دمای طبیعی بدن را، می‌توان از ابتدایی‌ترین وظایف این مایع هستی‌بخش دانست.

در صورت خونریزی‌های قابل توجه و یا به‌واسطه بیماری‌هایی که خون‌سازی در بدن کند یا متوقف می‌شود، نیاز است که تا زمان بازیابی فرایند طبیعی خون‌سازی در بدن، به بیمار خون کافی تزریق گردد. تکنیک‌های ذخیره‌سازی و تزریق خون در یک قرن گذشته، موجب نجات جان میلیون‌ها فردی شده که به دلایل مختلف، خون زیادی از دست داده‌اند. همچنین، بیمارانی که از مشکلات خونی رنج می‌برند، به‌واسطه آن به راحتی به زندگی خود ادامه می‌دهند. لازم به ذکر است که بسیاری از جراحی‌های پیچیده و طولانی‌مدت، در صورت عدم امکان تزریق خون در حین جراحی، هیچ‌گاه توسعه داده نمی‌شد. طبق گزارش سازمان جهانی بهداشت، سالانه در جهان، ۱۱۷.۴ میلیون اهدای خون و به‌تبع آن تزریق خون صورت می‌گیرد.

 در زمان‌های باستان، علی‌رغم این‌که پزشکان دانش چندانی از جریان خون نداشتند، ولی ریشه بسیاری از بیماری‌ها را در عدم تعادل خون بیمار می‌دیدند و همواره به دنبال شیوه‌های مختلفی برای دست‌کاری خون جاری در بدن بیماران بودند. در مصر باستان، خون‌گیری یا حجامت برای درمان طیف وسیعی از بیماری‌ها صورت می‌گرفت. ارسطو معتقد بود که ریشه تمامی بیماری‌ها، به ازدیاد خون و آلودگی در آن برمی‌گردد. طبق نظریه گالن «Galen»، خون در بدن فرد ساکن شده و اگر مدت‌زمان زیادی راکد بماند، دچار فساد شده و فرد بیمار می‌گردد. تا اوایل قرن نوزدهم، حجامت به درمان استانداری برای انواع بیماری‌ها، ازجمله طاعون، صرع و نقرس بدل شده بود.

ویلیام هاروی، پزشک انگلیسی، اولین فردی بود که در سال ۱۶۲۸، نظریه گردش خون را بیان داشته و به واسطه آزمایش بر روی حیواناتی ازجمله مارها، آن را اثبات نمود. البته جامعه پزشکی به واسطه نظریات پشتیبان حجامت و خون‌گیری که جز محوری‌ترین درمان‌ها در آن دوره بود، تا مدت‌ها ایده او را نپذیرفت. تا سال‌ها ساختار خون برای پزشکان ناشناخته بود تا این‌که در سال ۱۶۵۸، بیولوژیست هلندی به نام جان سوامردام «Jan Swammerdam»، به مشاهده و توصیف میکروسکوپی آن پرداخت و به وجود سلول‌های قرمز در خون پی برد. اولین تزریق موفقیت‌آمیز خون، در سال ۱۶۶۵ و توسط پزشک انگلیسی به نام ریچارد لوور «Richard Lower» انجام گرفت. همانند اولین پیوند قلب مصنوعی و همچنین آزمایش دستگاه شوک الکتریکی قلب، این مهم نیز در ابتدا روی یک سگ انجام گرفت. دو سال بعد، وی گزارشی در رابطه با تزریق خون حیوان به انسان نیز منتشر نمود. البته بسیاری از مورخین، اعتبار این عمل که نقطه عطفی در علم پزشکی است را به جین باپتیست دنیس «Jean-Baptiste Denys»، پزشکی فرانسوی نسبت می‌دهند. وی در همان سال، توانست با تزریق خون گوسفند، جان نوجوان پانزده‌ساله‌ای که دچار خون‌ریزی شدید شده بود را نجات دهد. البته بیماران بعدی، به‌اندازه این نوجوان خوش‌شانس نبودند و به همین دلیل، عمل تزریق خون در فرانسه ممنوع اعلام شد و این موضوع، مانعی بر سر تحقیقات آتی در این کشور گردید.

جالب است که بعد از بیش از ۱۵۰ سال، اولین گزارش مبنی بر تزریق موفقیت‌آمیز خون انسان به انسان منتشر شد. در سال ۱۸۱۸، جیمز بلاندل «James Blundel» انگلیسی، برای اولین بار توانست با تزریق خون، بیماری که در حین زایمان دچار خونریزی شده بود را از مرگ حتمی نجات دهد. اهداکننده، همسر بیمار بود و بلاندل با استفاده از سرنگ، ۴ اونس خون از بازوی وی گرفته و به بیمار تزریق نمود. وی بین سال‌های ۱۸۲۵ تا ۱۹۳۰، ده مورد دیگر تزریق خون انجام داد که متأسفانه تنها نیمی از آن‌ها موفقیت‌آمیز بود! علاوه بر عفونت، عامل دیگری نیز وجود داشت که باعث می‌شد واکنش‌های کشنده‌ای در بدن بیمار نسبت به خون تزریق‌شده به وجود آید. این موضوع، تا سال ۱۹۰۷ به صورت معمایی باقی ماند. گام بزرگ برای حل این معما، توسط پزشک اتریشی برنده جایزه نوبل پزشکی، کارل لنداستاینر «Karl Landsteiner» برداشته شد. وی در سال ۱۹۰۰، موفق به کشف سه گروه خونی A، B و C شد. البته بعدها گروه خونی C به O تغییر یافت. همکاران وی دو سال بعد، گروه خونی AB را نیز کشف کردند. چند سال بعد، محققین دریافتند که ایمنی و قابلیت اطمینان عمل تزریق خون، به‌واسطه تطابق گروه خونی اهداکننده و گیرنده بهبود می‌یابد. هماتولوژیست آمریکایی به نام روبن اتنبرگ «Reuben Ottenberg»، پیش از آغاز جنگ جهانی اول، تحقیقات ارزنده‌ای در این رابطه انجام داد و اولین تزریق خون با در نظر گرفتن تطابق گروه‌های خونی را با موفقیت انجام داد. وی به تبیین رابطه وراثت با گروه‌های خونی پرداخت. اتنبرگ گروه خونی O را به‌عنوان دهنده عمومی معرفی کرد.

با وجود پیشرفت‌های حاصل در خصوص کشف قابلیت‌های تزریق خون به بدن بیماران، اما همچنان لخته شدن خون خارج از بدن، یکی از مشکلات اساسی بود. برخی از پزشکان، اتصال مستقیم رگ اهداکننده به شریان گیرنده را به‌عنوان راه‌حلی برای این موضوع پیشنهاد دادند. اگرچه این تکنیک چندان نتیجه بخش نبود، ولی راه را برای عمل پیوند اعضا هموار کرد. جالب است که تا قبل از توسعه روش‌های نگهداری خون و به تعبیری بانک‌های خون، در بیمارستان‌ها فهرستی از اهداکنندگان داوطلب و گروه خونی آن‌ها نگهداری می‌شد و در مواقع نیاز به تزریق خون، با این افراد تماس گرفته می‌شد تا سریعاً خود را به بیمارستان برسانند!

در سال ۱۹۱۴، برای جلوگیری از لخته شدن خون و افزایش ماندگاری آن در خارج از بدن، اولین ضد انعقادها توسعه یافت که مهم‌ترین آن‌ها، سدیم سیترات بود. جراح آلمانی، ریچارد لوئیسون «Richard Lewisohn»، برای اولین بار از ماده مذکور استفاده نمود و نقش مهمی در توسعه تزریق غیرمستقیم خون ایفا داشت. وی نشان داد که می‌توان در دماهای پایین، خونی که حاوی ماده ضد انعقاد است را ذخیره‌سازی نمود.

آغاز جنگ جهانی اول و نیاز مبرم مجروحان خط مقدم به تزریق خون، عامل توجه مضاف به ذخیره‌سازی و تزریق غیرمستقیم خون بود. پیتون روس «Peyton Rous»، پاتولوژیست آمریکایی، به همراه همکار خود جیمز تورنر «James Turner»، تکنیکی را برای نگهداری خون تا چند روز، ابداع نمود. پیتون بر روی ساختار خون مطالعه می‌کرد ولی گزارش‌های منتشرشده از آمار بالای مرگ‌ومیر مجروحان میدان جنگ به‌واسطه خونریزی شدید، او را بر آن داشت تا به تحقیقات در مورد ماده جایگزین خون بپردازد. زمانی‌که وی متوجه شد که این تحقیقات به نتیجه‌ای نخواهد رسید، به فکر یافتن روشی برای ذخیره‌سازی خون جهت انتقال به میدان نبرد افتاد. وی ترکیبات مختلف را بر روی خون انسان و چندین حیوان، از جمله خرگوش، گوسفند و سگ آزمایش نمود و در نهایت، به محلولی نمکی به نام «Locke's solution» دست‌یافت که در آن، سدیم سیترات جهت جلوگیری از انعقاد و دکستروز و گلوکوز، به عنوان منبع انرژی برای سلول‌های قرمز وجود داشت. در سال ۱۹۱۷، بعد از موفقیت آزمایشات پیتون، همکارش اوسوالد رابرتسون «Oswald H. Robertson»، به همراه دسته پزشکی ارتش آمریکا، به بلژیک رفت تا این تکنیک را در میدان جنگ امتحان نماید. او موارد زیادی تزریق خون انجام داد و توانست جان هزاران نفر را نجات دهد. یخدانی که وی برای حمل بسته‌های خون توسعه داد، اولین بانک خونی آن‌هم از نوع سیار بود. در آن دوران، این تکنیک ذخیره‌سازی، توسط بیمارستان‌های شهری مورد استفاده قرار نگرفت؛ اما با شروع جنگ جهانی دوم، مجدداً محلول ساخته‌شده توسط روس و تورنر که دیگر محلول روس تورنر نام گرفته بود، مورد توجه قرار گرفت.

از آن زمان، افراد زیادی برای بهبود فرایند ذخیره‌سازی خون تلاش کردند که از آن جمله، می‌توان پزشکی لهستانی، به نام برنارد فانتوس «Bernard Fantus» را نام برد که در سال ۱۹۳۷، اولین بانک خون را در آمریکا تأسیس نمود. نتایج فعالیت‌های مذکور، موجب این شد که بتوان خون را تا ده روز ذخیره‌سازی نمود. بیمارستان‌های بزرگ، تلاش می‌کردند که ذخیره کافی خون برای بیماران داشته باشند؛ ولی با توجه به انقضای سریع، در بسیاری از مواقع، واحدهای خونی کافی با گروه‌های مناسب، در دسترس نبود.

 

 

 کسی که به عقیده جامعه پزشکی بیشترین تأثیر را در فرایند تزریق و ذخیره‌سازی خون داشت و پتنتی برای تکنیک توسعه داده‌شده دریافت نمود، جراحی آفریقایی-آمریکایی به نام چارلز درو «Charles R. Drew» بود. بر این اساس، مؤسسه ملی سلامت آمریکا، عنوان پدر بانک خون را به او داده است. درو با توسعه تکنیکی برای جداسازی اجزای خون مانند پلاسما و سلول‌های قرمز، مدت‌زمان ذخیره‌سازی خون را افزایش داد. علم پزشکی مدرن، به این نتیجه رسیده که بسیاری از جراحات، بیماری‌ها و سوختگی‌ها، با تزریق اجزای خون بهتر درمان می‌شوند و به تزریق حجم بالای خون که می‌تواند عوارض خطرناکی داشته باشد، نیازی نیست. همچنین می‌توان گفت که با جداسازی اجزای خون، با یک واحد خونی می‌توان جان سه بیمار را نجات داد. نکته حائز اهمیت دیگر، این است که پلاسمای خون که پرکاربردترین جزء آن است، در همه افراد یکسان بوده و فارغ از نوع گروه خونی، می‌توان آن را به بیماران تزریق نمود. همچنین پلاسما در مقایسه با کل خون، کم‌تر آلوده می‌شود. درو همچنین نشان داد که ابعاد ظرف حاوی خون، در ماندگاری آن تأثیر زیادی داشته و نگهداری در ظروفی که بیش‌ترین سطح تماس با محیط سرد را دارند، موجب پایداری بیش‌تر خون می‌شود.

چارلز درو سیاهپوست، در سال ۱۹۰۴ در واشینگتن به دنیا آمد. خانواده وی فقیر بود و در دوران کودکی، برای کمک به خانواده روزنامه می‌فروخت. وی در این کار استعداد خوبی داشت و با همراهی دوستانش، شبکه‌ای برای پخش روزانه بیش از ۲۰۰۰ روزنامه شکل داد. اگرچه در قرن بیستم فرصت تحصیل برای سیاه‌پوستان در آمریکا بسیار محدود بود، ولی وی این شانس را داشت که در چهارده‌سالگی، وارد مدرسه مختص سیاه‌پوستان شود. سپس درو برای تحصیل در پزشکی، عازم کانادا شد و توانست با رتبه برتر در پزشکی و جراحی، از آنجا فارغ‌التحصیل گردد. بعد از مرگ پدرش، برای این‌که نزدیک خانواده‌اش باشد، پیشنهاد دانشگاه «Howard» برای تدریس در زمینه پاتولوژی را پذیرفت. وی در سال ۱۹۳۹، بورسی دولتی برای مطالعه در حوزه تزریق و ذخیره‌سازی خون در یکی از بیمارستان‌های دانشگاه کلمبیا و زیر نظر دکتر جان اسکودر «John Scudder» دریافت نمود. درو توانست با همراهی اسکودر، تکنیکی برای جداسازی پلاسما از سلول‌های قرمز خون ابداع نماید. آن‌ها ظرفی را توسعه دادند که دارای دو محفظه بود و سلول‌های قرمز را از پلاسما جدا می‌کرد. وی در یکم آوریل سال ۱۹۳۹، درخواست ثبت اختراعی به نام استاد خود، اسکودر ثبت نمود که دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری آمریکا، گواهی ثبت اختراعی به شماره «US2301710»، به آن تخصیص داد. اسکودر طی سندی این پتنت را دوباره به درو انتقال داد و درو نیز تصمیم گرفت تا در راستای تحقیقات پزشکی، کلیه منافع حاصله از این پتنت را به دانشگاه کلمبیا اعطا کند.

در سال ۱۹۳۹، انگلیس زیر بمباران شدید نیروی هوایی آلمان بود و تقاضای زیادی برای پلاسما برای مجروحین جنگ وجود داشت. علاوه بر این کشور، آمریکا نیز قصد ورود به جنگ جهانی را داشت و به این موضوع پی برده بود که ایجاد شبکه‌ای منسجم برای فراوری و انتقال پلاسما به خارج مرزها، می‌تواند برای این کشور بسیار حیاتی و باارزش باشد. بر این اساس، درو را به‌عنوان مدیر پروژه‌ای منصوب کرد که بعدها به کمپین خون برای بریتانیا شناخته شد. در این پروژه، از مردم آمریکا خون‌گیری می‌شد و پلاسمای آن جداسازی و به انگلیس ارسال می‌شد. وی این وظیفه محوله را به‌خوبی انجام داد و ده‌ها هزار واحد پلاسما برای مجروحین جنگی در انگلیس تهیه و ارسال کرد. بعد از اتمام این پروژه، صلیب سرخ در آمریکا، از وی خواست تا برنامه نوآورانه‌ای شامل اهدای خون در کارخانه‌ها، در بازار و همچنین اتوبوس‌های اهدای خون اجرا کند. فراوری خون در یک آزمایشگاه مرکزی با استانداردهای سخت‌گیرانه صورت می‌گرفت و خون صد هزار اهداکننده، برای نظامیان این کشور جمع‌آوری شد. در این زمان، درو به مدیریت بانک خون نیویورک منتصب شد، ولی متأسفانه سیاست‌های نژادپرستانه باعث شد که وی از این سمت و برنامه استعفا دهد. در آن زمان، صلیب سرخ و ارتش آمریکا الزام نموده بود که بر روی هر واحد خونی، نژاد اهداکنندگان درج شده و بیماران سفیدپوست، از اهداکنندگان سیاه‌پوست خون دریافت نکنند. درو که احساس می‌کرد این قانون مسخره و اهانت‌آمیز است، از کار خود استعفا داد. وی بعد از ترک صلیب سرخ، در سال ۱۹۰۴ به دانشگاه هووارد بازگشت و به‌عنوان جراح ارشد در بیمارستان فریدمن مشغول به کار شد. به موازات انجام تحقیقات علمی و تدریس، آثاری در رابطه با نژادپرستی و سیاست‌های اشتباه دولت منتشر کرد.

متأسفانه زندگی درو در ۴۶ سالگی و به‌واسطه یک تصادف رانندگی خاتمه یافت. در ۳۱ مارس ۱۹۵۰، بعد از انجام یک عمل جراحی و تدریس به دانشجویان، علی‌رغم این‌که شب قبل را نیز نخوابیده بود، برای حضور در کنفرانس پزشکان آفریقایی-آمریکایی، با خودرو شخصی راهی آلباما می‌شود. وی در مسیر به خواب فرو رفت و با درختی تصادف نمود و دچار جراحات و خونریزی شدیدی گردید. اگرچه درو را سریعاً به بیمارستان منتقل نمودند، ولی پزشکی که جان صدها هزار مجروح دچار خون‌ریزی را به‌واسطه تکنیک و اختراعش نجات داده بود، خود به دلیل خونریزی جانش را از دست داد.