Kalbiniz Hazır! 3D Teknoloji ile Kalp Kapakçığı Üretildi

3D Teknolojisi artık yeni sayılmaz. Uzun süredir yüksek bir hızla gelişmeye devam ediyor. Bu teknolojinin ilk çıktığı zamanlar potansiyelini tahmin edebiliyorduk ama o tarihlerde birisi bize “3D teknolojisi ile kalp kapakçığı üretilebilecek ve bu yapay kalp için ilk adım olacak” deseydi, büyük ihtimalle bunu bilim kurgu kabul ederdik. Halbuki Minnesota Üniversitesi araştırmacıları, çoklu-materyal kullanan 3D baskı teknolojisi için çığır açan bir teknik geliştirerek kalbin aort kapağına birebir benzeyen yapılar üretmeyi başardılar.

Araştırmacıların üç boyutlu olarak bastığı yapı aslında yapay bir aort kökü. Aort kökü, aort damarının kalbe bağlandığı kısımda yer alıyor ve bünyesinde üç yapraktan oluşan aort kapakçıkları ile kalbi besleyen koroner arterlere açıklıklar yer alıyor.

Minnesota Üniversitesi’nden makine mühendisi ve kıdemli araştırmacı Profesör Michael McAlpine, “Tüm yedek organ çalışmalarında olduğu gibi, bizim de 3D baskı modellerimizdeki hedefimiz medikal riskleri azaltarak hastalara kendi anatomilerine özel olarak hazırlanmış yapılar sunmak ve doktorlar için komplikasyon riskini minimuma indirgemekti. Bunun ilk aşamalarını kalp için başarmış bulunuyoruz. Cerrahlar ameliyattan önce kapak implantlarını deneyebilir ve hasta için ideal olup olmadığını test edebilir.” diyerek araştırmayı özetledi.

Aort kökü modelleri hastaların detaylı MR çekimleri ve CT taramalarından elde edilen veriler ile yapılıyor. Silikon temelli materyaller kullanılarak gerçek kalp dokusunun sertliği ve dokusuna yakın sonuçlar elde edilmeye çalışılıyor. Şu anda piyasada bulunan üç boyutlu yazıcılar sert cisimleri kolaylıkla basıyor fakat kullandıkları mürekkepler kalp dokusu gibi yumuşak olan cisimler için uygun olmuyor. Minnesota Üniversitesi’ndeki doku ve organ çalışmaları için özelleştirilmiş yazıcılar, hem yumuşak doku komponentlerini hem de kalsifiye olmuş sert kısımları basabiliyor.

Doktorlar bu modelleri ameliyat sırasında hastanın ihtiyacı olan kapakçık büyüklüğünü ve yerini tespit etmek için de kullanıyor. Basılan kapakçıların içerisinde yer alan hassas sensörler cerrahlara elektronik basınç geri bildirimleri vererek implantı hastanın anatomisine göre en doğru ve en uygun nereye yerleştirebilecekleri konusunda kılavuzluk ediyor.

Profösör McAlpine 3D teknolojisi ile yapay organ üretme konusunda henüz gidilecek çok mesafe olduğunu ve teknolojinin çok büyük potansiyel taşıdığını şöyle ifade ediyor: “3D baskı teknolojisi geliştikçe, şu an bu teknolojinin tıptaki kullanımının önündeki en büyük engel olan canlıya yakın dokulara elektronik devreler ve sensörler yerleştirme probleminin çözüleceğini düşünüyoruz. Bu devreler ve sensörler doku veya organların fonksiyonlarını taklit etmekle kalmayıp, doktorlara bilgi aktararak potansiyel tehlikelerin erken teşhisine de yardımcı olacaklar. İşte o zaman, silikon kalp ve yedek organ gibi kavramlar hayatımıza daha rutin şekilde girecek. Belki de bu biyonik organlar, biyolojik muadilleri kadar, hatta onlardan daha iyi fonksiyon gösterebilecek.”
Kaynak:
Ghazaleh Haghiashtiani, Kaiyan Qiu, Jorge D. Zhingre Sanchez, Zachary J. Fuenning, Priya Nair, Sarah E. Ahlberg, Paul A. Iaizzo, Michael C. McAlpine. 3D printed patient-specific aortic root models with internal sensors for minimally invasive applications. Science Advances, 2020; 6 (35): eabb4641 DOI: 10.1126/sciadv.abb4641

Tasarlab