تقنية معالجة بلازما الحيوانات وخلايا الدم

تقنية معالجة بلازما الحيوانات وخلايا الدم

ترتكز تقنية معالجة بلازما وخلايا دم الحيوانات على المفهوم الأساسي "للاستخدام الأمثل لجميع المكونات"، حيث تحوّل دم الحيوانات (وخاصةً من الخنازير والأبقار والأغنام) إلى منتجات ذات قيمة مضافة عالية، مثل مسحوق بروتين البلازما، ومسحوق خلايا الدم، والهيم، وذلك من خلال عمليات تشمل منع التخثر، والفصل والتنقية، والتجفيف والتشكيل. ويتطلب هذا الإجراء رقابة صارمة على النظافة ودرجة الحرارة لتجنب تلف المكونات الغذائية. وفيما يلي تفاصيل العملية:

المرحلة الأولى: مرحلة ما قبل المعالجة: جمع الدم ومضادات التخثر

تُعد هذه المرحلة الأساس للمعالجة اللاحقة، بهدف رئيسي هو منع تجلط الدم وإزالة الشوائب.

1. جمع الدم

تُستخدم معدات متخصصة لجمع الدم (مثل أنظمة جمع الدم الآلية) لجمع الدم خلال ساعة واحدة من ذبح الحيوان لمنع التخثر الطبيعي. أثناء عملية الجمع، يجب إضافة مضادات التخثر في الوقت نفسه: سترات الصوديوم (شائعة الاستخدام، تُضاف بنسبة 0.8% إلى 1.2% من إجمالي حجم الدم) أو EDTA (تُضاف بنسبة 0.3% إلى 0.5% من إجمالي حجم الدم). يُحرّك المزيج عبر الأنابيب لضمان توزيع مضاد التخثر بشكل متجانس.

يجب ترشيح الدم المجمع من خلال مرشح شبكي 80-100 لإزالة الشوائب الميكانيكية مثل الشعر وبقايا الأنسجة، مما يمنع انسداد معدات الفصل اللاحقة.

2. التخزين المؤقت في درجات حرارة منخفضة

يُنقل الدم المعالج بمضادات التخثر فوراً إلى خزان تخزين منخفض الحرارة عند درجة حرارة تتراوح بين 2 و8 درجات مئوية للتخزين المؤقت، بحد أقصى 24 ساعة. هذا يُبطئ تكاثر الميكروبات وتفاعلات التحلل الإنزيمي، ويحافظ على نشاط بروتينات البلازما.

المرحلة الثانية: فصل البلازما وخلايا الدم

يتم تحقيق الفصل الفعال للبلازما وخلايا الدم باستخدام قوة الطرد المركزي، وهي حلقة أساسية في هذه العملية. وتشمل المعدات الشائعة أجهزة الطرد المركزي الأنبوبية أو أجهزة الطرد المركزي القرصية.

1. الفصل بالطرد المركزي

يتم ضخ الدم ذي درجة الحرارة المنخفضة إلى جهاز الطرد المركزي:

بالنسبة لأجهزة الطرد المركزي الأنبوبية: سرعة الدوران 15000-20000 دورة في الدقيقة، وقوة الطرد المركزي 12000-15000 جي؛

بالنسبة لأجهزة الطرد المركزي القرصية: سرعة الدوران 6000-8000 دورة في الدقيقة، وقوة الطرد المركزي 3000-5000 جي.

تحت تأثير الطرد المركزي عالي السرعة:

يتم قذف خلايا الدم (خلايا الدم الحمراء، وخلايا الدم البيضاء، والصفائح الدموية) ذات الكثافة الأعلى إلى الجدار الداخلي لجهاز الطرد المركزي، مما يشكل طبقة صلبة ويتم تفريغها من خلال منفذ تصريف الخبث؛

تبقى البلازما (التي تحتوي على الألبومين والغلوبولين المناعي والفيبرينوجين) ذات الكثافة المنخفضة في المركز ويتم تصريفها باستمرار من خلال منفذ الفائض، لتدخل مرحلة المعالجة اللاحقة.

يلزم إجراء اختبار النقاء بعد الفصل: يجب أن يكون معدل خلايا الدم المتبقية في البلازما ≤ 0.5٪ (لا يوجد رواسب حمراء مرئية بالعين المجردة)، ويجب أن يكون معدل دخول البلازما في خلايا الدم ≤ 5٪ لضمان عدم حدوث تلوث متبادل بين الاثنين.

2. التخزين المؤقت ذو المسار المنفصل

يُنقل البلازما المفصول إلى خزان تخزين معقم عند درجة حرارة تتراوح بين 3 و5 درجات مئوية. أما خلايا الدم، فتُضاف إليها محلول ملحي طبيعي بتركيز 0.9% بنسبة 1:1 لغسلها. ثم تُجرى عملية الطرد المركزي مرة أخرى (بسرعة دوران 12000 دورة في الدقيقة) لإزالة البلازما المتبقية، مما ينتج عنه خلايا دم نقية ويقلل من فقدان البروتين.

ثالثًا: عملية معالجة البلازما الفرعية: من البلازما السائلة إلى المنتجات النهائية

تُعالَج البلازما بشكل أساسي إلى مسحوق بروتين البلازما؛ ولبعض التطبيقات عالية الجودة، يُنقّى الغلوبولين المناعي بشكل إضافي. تتكون العملية إما من خطوتين (التركيز ← التجفيف) أو ثلاث خطوات (التنقية ← التجفيف).

1. العملية التقليدية: إنتاج مسحوق بروتين البلازما

(1) تركيز الفراغ

يُضخ البلازما السائل إلى مُركِّز فراغي مزدوج التأثير (درجة الفراغ: من -0.092 ميجا باسكال إلى -0.095 ميجا باسكال، درجة الحرارة: 50-55 درجة مئوية). يُستخدم التبخير بدرجة حرارة منخفضة لإزالة الماء، مما يزيد المحتوى الصلب للبلازما من 6-8% إلى 25-30%، ويتجنب تمسخ البروتين الناتج عن درجات الحرارة العالية (على سبيل المثال، درجة حرارة تمسخ الألبومين حوالي 60 درجة مئوية).

يجب مراقبة المحتوى الصلب في الوقت الفعلي أثناء التركيز (باستخدام مقياس الانكسار)، وتنتقل العملية إلى الخطوة التالية بمجرد استيفاء المعيار.

(2) التجفيف بالرش

يُغذّى البلازما المركز إلى برج تجفيف بالرشّ الطارد المركزي (درجة حرارة الهواء الداخل: 180-200 درجة مئوية، درجة حرارة الهواء الخارج: 80-85 درجة مئوية). وتحت ضغط عالٍ (سرعة دوران المرذاذ: 20000-25000 دورة في الدقيقة)، يشكّل البلازما قطرات متناهية الصغر، تتلامس بسرعة مع الهواء الساخن وتجفّ فورًا لتتحوّل إلى مسحوق.

يُبرّد مسحوق بروتين البلازما المجفف إلى درجة حرارة الغرفة، ثم يُنخل عبر مرشح ذي فتحات 100 ميكرومتر لإزالة التكتلات. يحتوي المنتج النهائي على نسبة رطوبة ≤ 5% ونسبة بروتين ≥ 75% (وفقًا للمعيار الوطني GB/T 25166-2010)، ويمكن استخدامه كمضاف علفي أو مُقوٍّ للبروتين الغذائي.

2. عملية متطورة: تنقية الغلوبولين المناعي

(1) الترسيب الملحي

يُضاف كبريتات الأمونيوم (بتركيز 40-45%) إلى البلازما السائلة، ويُضبط الرقم الهيدروجيني إلى 4.8-5.2 (باستخدام طريقة الترسيب عند نقطة التعادل الكهربائي) لترسيب الغلوبولين المناعي. بعد تركه لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات، يُجرى الطرد المركزي (بسرعة دوران 8000 دورة في الدقيقة) لجمع الراسب.

(2) غسيل الكلى وتحلية المياه

يتم إذابة الراسب في محلول فوسفات بتركيز 0.02 مول/لتر، ثم يتم نقله إلى كيس غسيل الكلى (الحد الأقصى للوزن الجزيئي: 10000 دالتون)، ويتم غسله في المحلول لمدة 24 ساعة لإزالة كبريتات الأمونيوم المتبقية، والحصول على الغلوبولين المناعي الخام.

( 3) التجفيف بالتجميد

يُنقل المنتج الخام إلى مجفف تجميد (درجة الفراغ: ≤ 10 باسكال، تجميد مسبق عند -40 درجة مئوية لمدة 4 ساعات، ثم تسخين إلى 25 درجة مئوية للتجفيف بالتسامي لمدة 12 ساعة). هذا يمنع تدمير النشاط المناعي بفعل درجات الحرارة العالية. يتميز المنتج النهائي بنقاء الغلوبولين المناعي ≥ 90% ويُستخدم في المجال الطبي الحيوي.

رابعًا: عملية معالجة خلايا الدم: من خلايا الدم النظيفة إلى المنتجات النهائية

تتم معالجة خلايا الدم بشكل أساسي إلى مسحوق خلايا الدم أو تستخدم لاستخراج الهيم؛ الأولى لها عملية بسيطة، بينما الثانية لها قيمة مضافة أعلى.

1. العملية التقليدية: إنتاج مسحوق خلايا الدم

(1) التحلل الإنزيمي (اختياري)

لتحسين ذوبان مسحوق خلايا الدم، يُضاف إنزيم البروتياز (مثل البروتياز المتعادل، بنسبة 0.3% إلى 0.5%) لتنقية خلايا الدم. تُجرى عملية التحلل الإنزيمي عند درجة حرارة 50-55 درجة مئوية ودرجة حموضة 7.0 لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات لتحليل الهيموجلوبين الجزيئي الكبير إلى ببتيدات جزيئية صغيرة. بعد التحلل الإنزيمي، يُعطَّل الإنزيم بالماء الساخن عند درجة حرارة 90 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.

(2) التجفيف بالرش

تُجفف خلايا الدم المُحللة إنزيميًا (أو خلايا الدم النقية غير المُحللة) مباشرةً بالرش (بنفس معايير التجفيف بالبلازما: درجة حرارة الهواء الداخل 170-190 درجة مئوية، ودرجة حرارة الهواء الخارج 75-80 درجة مئوية). يحتوي مسحوق خلايا الدم المجفف على نسبة رطوبة ≤ 6%، ونسبة بروتين ≥ 80%، وهو غني بالحديد (نسبة الحديد ≥ 20 ملغم/100 غرام). يُمكن استخدامه كمكمل غذائي للحديد أو كمادة خام لأصباغ الطعام.

2. عملية متطورة: استخلاص الهيم

(1) انحلال الدم والتحمض

يُضاف الماء منزوع الأيونات (بحجم ثلاثة أضعاف حجم خلايا الدم) لتنظيف خلايا الدم، ويُحرّك المزيج لمدة 30 دقيقة لإحداث انحلال الدم (تكسير أغشية خلايا الدم الحمراء لإطلاق الهيموجلوبين). ثم يُضاف حمض الهيدروكلوريك المخفف لضبط درجة الحموضة إلى 2.0-2.5، مما يؤدي إلى تغيير طبيعة الهيموجلوبين وترسيبه.

(2) التجميع والتنقية بالطرد المركزي

يُخضع الهيموغلوبين المتغير للطرد المركزي (بسرعة دوران 10000 دورة في الدقيقة) لجمع الراسب. يُغسل الراسب مرتين أو ثلاث مرات بالأسيتون (بنسبة 1:5 من الراسب إلى الأسيتون) لإزالة الدهون والشوائب، فنحصل على الهيم الخام. يُجرى فصل إضافي باستخدام كروماتوغرافيا العمود (باستخدام عمود كروماتوغرافيا هلام السيليكا) للحصول على بلورات الهيم بنقاوة ≥ 95%، والتي تُستخدم في الطب (أدوية علاج فقر الدم) أو كمضافات غذائية (أصباغ طبيعية).

خامساً: نقاط التحكم الرئيسية

1. مراقبة النظافة

يجب تعقيم جميع المعدات (أنابيب جمع الدم، وأجهزة الطرد المركزي، وأبراج التجفيف) بالبخار عالي الضغط عند درجة حرارة 121 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة أو تطهيرها عن طريق المسح بالكحول بنسبة 75٪ لتجنب التلوث الميكروبي (العدد الإجمالي للبكتيريا في المنتجات النهائية ≤ 1000 وحدة تشكيل مستعمرة/غرام، ولم يتم الكشف عن الإشريكية القولونية).

2. التحكم في درجة الحرارة

تُحافظ عملية المعالجة على درجة حرارة منخفضة طوال العملية: التخزين المؤقت للدم عند 2-8 درجة مئوية، والتركيز عند 50-55 درجة مئوية، ودرجة حرارة هواء التجفيف الخارج ≤ 85 درجة مئوية. وهذا يمنع تمسخ البروتين وفقدان العناصر الغذائية (على سبيل المثال، معدل الاحتفاظ بنشاط الغلوبولين المناعي ≥ 80٪).

3. التحكم في الرطوبة

يجب تعبئة المنتجات النهائية بسرعة (باستخدام أكياس رقائق الألومنيوم المفرغة من الهواء) بعد تجفيفها لضمان ألا تتجاوز نسبة الرطوبة في مسحوق بروتين البلازما 5%، وفي مسحوق خلايا الدم 6%. هذا يمنع امتصاص الرطوبة والتكتل، ويطيل مدة صلاحيتها (من 6 إلى 12 شهرًا في درجة حرارة الغرفة).