Cerrahlar için iç yaraları kapatmak oldukça zorlu bir işlem… MIT mühendisleri, bu zorlukları hafifletmek için origamiden ilham alarak ıslak doku ve organlardaki yırtıklar için çok yönlü yeni bir tıbbi yama geliştirdi. Zamanla kirlenmeye ve biyolojik bozulmaya karşı dirençli olan bu yeni yamalar, cerrahlar tarafından doğrudan veya tıbbi bir robot kullanılarak uzaktan iç yaralara uygulanacak şekilde tasarlandı.
Günümüzde pek çok ameliyat, tümörleri çıkarmak ve hasarlı doku ve organları onarmak için küçük bir kesiğin atıldığı ve minyatür kameralar ile cerrahi aletlerle vücuda girildiği “minimal invaziv” prosedürle gerçekleştiriliyor. Söz konusu işlem, açık cerrahiye kıyasla daha az ağrıya neden olduğu ve daha kısa iyileşme sürelerine sahip olduğu için sıklıkla tercih ediliyor. Öte yandan bu avantajlara rağmen cerrahlar, sürecin önemli bir adımında ciddi zorluklarla karşılaşabiliyorlar: İç yaraların ve yırtıkların kapatılması…
Biyolojik olarak parçalanıyor
Origamiden ilham alan MIT (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü) mühendisleri, artık minimal invaziv cerrahi aletlerin etrafına katlanabilen ve iç yaralanmaları düzeltmek için hava yolları, bağırsaklar ve diğer dar alanlardan iletilebilen tıbbi bir yama tasarladı. Yama, kuruduğunda katlanabilir, kağıt benzeri bir filme benziyor, ıslak dokularla veya organlarla temas ettiğinde ise kontakt lense benzer esnek bir jele dönüşüyor ve yaralı bölgeye yapışabiliyor. Mevcut cerrahi yapıştırıcıların aksine, ekip yeni bandı bakterilere ve vücut sıvılarına maruz kaldığında kontaminasyona direnecek şekilde tasarladı. Üstelik yama zaman içerisinde güvenli bir şekilde biyolojik olarak parçalanabiliyor.
MIT’de Makine Mühendisliği ve İnşaat ve Çevre Mühendisliği Profesörü Xuanhe Zhao, minimal invaziv cerrahinin ve robotik cerrahinin, açık cerrahiye bağlı travmayı azalttığı ve iyileşmeyi hızlandırdığı için giderek daha fazla benimsendiğini söyleyerek “Bununla birlikte, bu ameliyatlarda iç yaraların kapatılması zor” diyor. Minnesota, Rochester’daki Mayo Clinic’te kardiyak anestezi uzmanı ve yoğun bakım doktoru olan eş yazar Christoph Nabzdyk ise bu yama teknolojisinin birçok alanı kapsadığını belirterek, yeni teknolojinin kolonoskopideki bir perforasyonu onarmak veya bir travma veya elektif cerrahi müdahaleden sonra katı organları veya kan damarlarını kapatmak için kullanılabileceğini vurguluyor.
Üç hedefe de ulaşıldı
Günümüzde minimal invaziv ameliyatlarda kullanılan biyo-yapışkanlar, çoğunlukla zarar görmüş dokulara yayılabilen biyolojik olarak parçalanabilen sıvılar ve yapıştırıcılar özelliğinde… Öte yandan bu yapıştırıcılar katılaştığında, altta yatan daha yumuşak yüzey üzerinde sertleşerek kusurlu bir sızdırmazlık oluşturabiliyor. Kan ve diğer biyolojik sıvılar da yapıştırıcıları kontamine ederek yaralı bölgeye başarılı bir şekilde yapışmayı önleyebiliyor. Mevcut tasarımların neden olduğu sorunlar göz önüne alındığında, ekip üç işlevsel gereksinimi karşılayacak bir alternatif oluşturmayı amaçladı. Buna göre yeni yama, yaralı bir bölgenin ıslak yüzeyine yapışabilmeli, hedefine ulaşmadan önce herhangi bir şeye bağlanmamalı ve yaralı bir bölgeye uygulandığında bakteriyel kontaminasyona ve aşırı inflamasyona direnç göstermeli… Ekibin yeni tasarımı, üç katmanlı bir yama biçiminde bu üç gereksinimi de karşılıyor.
Çalışmanın baş yazarlarından Hyunwoo Yuk, “Minimal invaziv cerrahide, bir yapıştırıcı uygulamak için bir bölgeye kolayca erişme lüksüne sahip değilsiniz” diyor ve hedefe giderken çok sayıda rastgele kirletici madde ve vücut sıvısıyla savaşıldığını vurguluyor. Bir diğer yazar, MIT’den Jingjing Wu da “Bu yamanın biçim ve işlevindeki kavramsal yeniliğin, robotik cerrahide çeviri engellerini aşmaya ve biyo-yapışkan malzemelerin daha yaygın olarak benimsenmesini kolaylaştırmaya yönelik heyecan verici bir adımı temsil ettiğine inanıyoruz” diye konuşuyor.
Kaynak: https://news.mit.edu/2021/origami-inspired-medical-patch-sealing-internal-injuries-0202
