BOĞAZİÇİ Üniversitesi’nden bilim insanları, kemik kırıkları ve kayıplarında titanyum ya da paslanmaz çelik üzere metal implant kullanımını ortadan kaldıracak yeni bir prosedür üzerinde çalışıyor. Üç boyutlu yazıcılarda bedene uyumlu ve eriyebilen özel biyolojik gereçlerle “kişiye özel” olarak basılan bu yeni jenerasyon implantlar, hastaya bir sefer takılacak ve hem kırığı tedavi edecek hem de işi bittiğinde eriyerek bedenden atılıp, hastanın tekraren ameliyat edilmesine gerek kalmayacak.
Her yıl dünyada 100 şahıstan 2,8’inde kemik hasarı meydana geliyor. Kemik hasarlarının tedavisi için kullanılan metal protez ya da implantlar ise pek çok yan tesire yol açabildiği için hem kemik yoğunluğunu azaltabiliyor hem de hastanın konforunu bozuyor hatta tekraren ameliyat muhtaçlığı doğabiliyor. Türkiye Osteoporoz Derneği datalarına nazaran Türkiye’de yılda ortalama 24 bin kalça kırığı meydana geliyor, ABD’de her yıl 6,3 milyon kırık olayı kaydediliyor ve bu hastaların birçoklarına ameliyatla implant veya protez takılıyor. Boğaziçi Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Enstitüsü öğretim üyesi Doç. Dr. His Ege ve takımının üzerinde çalıştığı proje sayesinde kemik kırıklarında tekraren ameliyat evresi kapanacak.
ŞAHSA ÖZEL BEDENDEN ATILAN İMPLANTLAR
Üç boyutlu yazıcılarla bireye özel kemik protezi dizaynıyla protezlerin bedene ahenginin artırılması ve kemik metastazının tedavisi üzerine çalışmalar yürüten Doç. Dr. Ege, üç boyutlu yazıcı ile kişinin anatomisine özel implantlar geliştiriyor. Çalışmalarının 3-4 yıl içinde sonuçlanacağını anlatan Doç. Dr. Ege, şu anda insan hücre deneyleri ve hayvan deneylerini gerçekleştireceklerini, birinci sonuçların yüz güldürücü olduğunu söyledi ve “Şu anda kemik kırıklarında sıklıkla kullanılan titanyum ve paslanmaz çelik implantların bir müddet sonra bedenden çıkarılması yahut revizyon ameliyatı gereksinimi doğuruyor. Bizim amacımızda şahsa özel implantlar geliştirerek bunların bedende kemiğin kendi kendini yenilemesini sağlayarak tedaviye de katkı sağlaması ve ikinci bir ameliyata ihtiyaç duyulmadan hastanın iyileşmesi. Hücre ve hayvan deneylerinin akabinde bir sonraki adımda hasta denemelerini yapacağız. Hasta denemelerinden de olumlu sonuç alırsak gelecekte kemik kırığı tedavilerinde standart metal implant periyodu kapanabilir” dedi.
ALTI AYDA BEDENDE ERİYOR KEMİK O MÜDDETTE YENİLENİYOR
Üç boyutlu yazıcılarda biyomalzemelerle ürettikleri bu implantlarda iki türlü materyal kullandıklarına değinen Doç. Dr. Ege, “Bir tanesi kendi kendine vakitle çözülen ve bedenden atılan gereçler. İkincisi ise organik gereçler. Bunlar bedene büsbütün uyumlu büyük ölçüde organik materyaller. Sentetik ancak beden ile çok uyumlu diğer gereçler de kullanıyoruz. Bu implantlar, yüzde yüz o şahsa özel olması sayesinde, bedene anatomik olarak da daha uyumlu oluyor. Bu materyallerden üç boyutlu yazıcıda ürettiğimiz implantlar yaklaşık 6 ay üzere bir müddette bedende eriyor ve ekseriyetle de idrar yoluyla atılıyor. Bu müddet de kemiğin büsbütün yenilenmesi kâfi oluyor. Bu gereçler yardımıyla hem kemiği mekanik olarak destekliyoruz hem de kemiğin kendini yenilemesini sağlayarak misyonunu bitirdikten sonra bedenden atılıyor. Böylelikle tekrarlayan ameliyatlara gerek kalmadan tam tedavi sağlanmış olunuyor” diye konuştu.
İŞİN SIRRI HEM MEKANİK HEM BİYOLOJİK AÇIDAN UYUMLU GEREÇLERDE
Doç. Dr. His Ege, özel biyomalzemelerle üç boyutlu yazıcıda üretilen şahsa özel protezlerin geliştirilme kademelerini ise şu formda özetledi:
“İlk olarak hastadan MR imgeleriyle elde edilen ölçümlere nazaran bilgisayarda üç boyutlu modellemesini yapıyoruz. Daha sonra bu modeli üç boyutlu yazıcılarda özel malzememizle basıyoruz. Sonra implantın fizikî özelliklerini tahlil ediyoruz ve biyolojik testlere geçiriyoruz. Burada hücre kültürleri üzerinde çalışıyoruz. Sonra da hayvan testleri gerçekleştiriliyor. Hücre kültürü testleri için insan mezenkimal kök hücreleri ile vakit zaman kemik hücresi kullanıyoruz. En son basamakta da insan deneylerine geçilecek. Üç boyutlu yazıcılarla implant ya da protez geliştirmek üzerine çeşitli çalışmalar var fakat bizim çalışmamızı hepsinden ayıran özelliği, kullandığımız gereçlerden geçiyor. Hem mekanik istikametten hem de biyolojik olarak bedene en uyumlu materyalleri geliştirmeye ve kullanmaya çalışıyoruz. Örneğin jelatin. Esasen bedene çok uyumlu bir unsur kemik hücresi gelişmesini de tetikliyor. Bunun yanında karboksimetil selüloz kullanıyoruz. O da hücre ile büsbütün uyumlu, öteki bir çalışmamızda da sentetik bir polimeri kullanıyoruz. Bu da mekanik olarak bedenle en uyumlu gereç.”
TÜMÖRE BAĞLI KEMİK HASARLARINDA DA KULLANILACAK
İmplantların yalnızca kemik kırıklarında değil tümörlere bağlı kemik hasarlarında da sıklıkla kullanıldığını anlatan Doç. Dr. Ege, kelamlarını şöyle noktaladı: “Kullanılan implantların çeşidi de bölgeye nazaran değişiyor. Yük taşıyanlar, taşımayanlar vb. Her bölge için farklı gereçlerin kullanılması gerekir. Bizim geliştirdiğimiz materyaller çoklukla yüz bölgesi için. Ancak bedenin her bölgesi için kullanılabilir zira materyallerin değiştirilmesi ehemmiyet taşıyor. Bu prosedürle kemik kırıkları yahut tümör nedeniyle oluşan kemik defektleri tamir edilebilecek. Her yaş kümesi için uygun gereçler geliştirebilir. Yaşa uygun mekanik özellikte geliştirilebilir.”
Doç. Dr. Ege, bedene ahengini sağlamak üzere protezlerin basılacağı biyomalzemeleri dünyada birinci kere “arjinin” isimli bir amino asitle kaplayarak protez ve kemik bütünleşmesini artırmayı başardı. Ege, bu sayede kullandıkları biyomalzemelerin hücre kültürlerinde canlılığında artış olduğunu yani kemik iyileşmesinin arttığını tespit ettiklerini vurguladı.
– İstanbul
Kaynak: DHA
Haberler.com
