Bilim İnsanları Gerçeği Gibi Atan Biyorobotik Bir Kalp Yarattı
Bilim insanları gerçek kalp dokusu ile sofistike yumuşak robotik teknolojiyi bir araya getirerek, canlı bir organ gibi atan biyorobotik bir kalp yarattılar. Bu model, insan kalbinin karmaşıklığını şimdiye kadar mümkün olmayan bir şekilde yansıtıyor ve kalp hastalıkları için yeni tedaviler ve cerrahi prosedürler denenmesi söz konusu olduğunda oyunun kurallarını değiştirebilir.
Herhangi bir tıbbi müdahale gerçek bir hastada kullanılmadan önce, güvenlik ve etkinliğini kontrol etmek için kapsamlı bir şekilde test edilmelidir. Kalbi ilgilendiren prosedürler için araştırmacıların önünde birkaç seçenek vardır: simülatörler ve hayvan modelleri.
Mevcut simülatörlerin raf ömrü kısadır, yalnızca birkaç saat kullanılabilir ve bir kalbi oluşturan tüm yapıları tam olarak taklit edemezler. Hayvan çalışmaları, tıbbi araştırmaların birçok alanında hala çok değerli olmakla birlikte, pahalı, zaman alıcı ve inkar edilemez derecede tartışmalıdır. Araştırmalarda canlı hayvan kullanımına duyulan ihtiyacı azaltmaya yönelik çabalar, laboratuvarda yetiştirilen organoidlerin yanı sıra mümkün olan yerlerde bilgisayar modelleri veya hücre dizileriyle değiştirilen ilerlemelere tanık oldu.
Şimdi, bu listeye yumuşak robotik atan bir kalp ekleyebiliriz.
Sol ventrikülün etrafındaki kas silikon bazlı, hava ile çalışan bir pompa ile değiştirildi.
Resim kredisi: Manisha Singh
MIT’den kıdemli yazar ve biyomedikal mühendisi Ellen Roche yaptığı açıklamada, “Simülatör, farklı kalp kapakçığı koşulları ve müdahaleleri üzerinde çalışanlar için bir araştırma aracı olarak büyük bir fayda sağlıyor” dedi.
“Klinisyenler, tıp öğrencileri ve stajyerler için cerrahi bir eğitim platformu olarak hizmet verebilir, cihaz mühendislerinin yeni tasarımlarını incelemelerine olanak tanıyabilir ve hatta hastaların kendi hastalıklarını ve potansiyel tedavilerini daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.”
Ekip özellikle, mitral yetersizliği adı verilen ve dünya çapında tahmini 24,2 milyon insanı etkileyen bir duruma odaklandı. Bu hastalıkta, kalbin sol kulakçığı ile karıncığı arasındaki mitral kapak düzgün kapanmaz, yani kan yanlış yöne akabilir.
Hastalar için bu durum nefes darlığından şişmiş uzuvlara ve hatta tedavi edilmezse kalp yetmezliğine kadar bir dizi belirtiye neden olabilir. Sorunu düzeltmek için ameliyat mümkündür ancak kapakçığın son derece karmaşık yapısı nedeniyle çok zordur.
Ekip, sağlıklı ve hastalıklı bir mitral kapağı incelemenin yeni bir yolunu oluşturmak için, sol ventrikülü çevreleyen kalın kası çıkarıp yerine robotik bir silikon pompa yerleştirerek bir domuz kalbini temel olarak kullandı. Pompa şişirildiğinde, kalbi tıpkı gerçek bir kasın yapacağı gibi sıkıyor ve büküyor, etkileyici bir kan pompalama gücüne sahip oluyor.
Mitral kapağa zarar vererek sızdırmasına neden olan ekip, kalp cerrahlarının biyorobotik kalp üzerinde çalışarak sorunu düzeltmek için üç farklı cerrahi teknik denemesine izin verebildi: kapak dokularını sızdırmayacak şekilde sabitlemek; kapağın düzgün kapanmasına yardımcı olacak bir cihaz yerleştirmek veya kapağı tamamen protez bir kapakla değiştirmek.
Her üç prosedür de işe yaradı. Aşağıdaki videoda biyorobotik kalpteki kapakçıkların hareketini izleyebilirsiniz – pompalamanın kas yerine silikondan güç aldığını asla bilemezsiniz.
Roche, “Cerrahlar için her adımı görmek gerçekten ilginçti” dedi. “Hastalarla çalışırken, kalbin içinde kan olduğu için süreci görselleştiremezsiniz.” Sistemin kullandığı yapay kan renksiz olduğu için görüntüyü engellemiyor, ancak robot kalp yine de hastanelerde kullanılan tüm görüntüleme yöntemlerine tabi tutulabiliyor. Böyle bir sisteme erişimin olması kalp cerrahisi eğitimi için paha biçilmez olabilir.
Ekip, yenilikleri için büyük umutlar besliyor ve şimdi raf ömrünü uzatmak ve üretim süresini kısaltmak için çalışıyor. Domuz kalbinin 3D baskılı sentetik bir insan kalbiyle değiştirilmesi de mümkün olabilir.
Araştırmacılar için amaç, bu cihazların mümkün olduğunca çabuk onaylanmasını ve piyasaya sürülmesini sağlamak; çünkü Roche’un da belirttiği gibi, “Bu süreçleri hızlandırmak ve iyileştirmek sonuçta hastalara fayda sağlayacaktır.”
Kaynak: https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber
Türk Doktor Geliştirdiği Robotik Sistemle Dünyada Bir İlke İmza Attı