Teknolojinin yıllar içerisinde muazzam bir halde geliştiği açıkça ortada. Yeniden de, faks makinelerinin son teknoloji olduğu günleri hatırlayanlar için, bilim insanlarının yeni geliştirdiği, yutulabilen, hap boyutunda bir biyoyazıcının varlığı şaşkınlık yaratabilir. Bu minyatür aygıt, bedenin içindeki hasarlı bölgeleri “canlı” mürekkep kullanarak onarıyor ve işi bittiğinde dışarıdan bir mıknatıs yardımıyla kolay kolay geri çıkarılabiliyor.
Lozan Federal Politeknik Üniversitesi (EPFL) İleri Üretim Teknolojileri Laboratuvarı’nda geliştirilen bu aygıt, mikro robotlar ve kapsül kameralar üzere öteki invaziv olmayan teknolojilerden ilham alıyor. Laboratuvar başkanı Vivek Subramanian, bu yeni aygıt sınıfının, yerinde biyoyazıcı prensipleri ile akıllı kapsüllerin ilaç salınım konseptlerini birleştirdiğini belirtiyor.
Gastrointestinal sistem içindeki yumuşak doku yaralanmalarının tamiratı bu teknolojinin en umut verici uygulama alanlarından biri. Günümüzde ülser ve kanamaların birçok vakit cerrahi müdahale ile onarılması gerekirken, bu yutulabilir biyoyazıcı cerrahiye alternatif, invaziv olmayan bir seçenek sunabilir.
Canlı mürekkeple tedavi: MEDS sistemi nasıl çalışıyor?
Tam ismiyle Manyetik Endolüminal Biriktirme Sistemi (MEDS) olarak bilinen bu minyatür biyoyazıcı, aslında biraz tükenmez kaleme benziyor. Aygıt, yeni dokunun oluşması için bir iskele misyonu gören biyouyumlu bir malzemeyi içeren bir biyomürekkep haznesine ve bu mürekkebi dışarı iten yaylı bir düzeneğe sahip. Biyobaskı, klâsik 3D baskıya benziyor, fakat kullanılan “mürekkep” canlı hücrelerle yüklü olabiliyor.
Biyomürekkep, yaralı bölgeye tıpkı bir yara bandı üzere uygulanabiliyor, altındaki hasarlı dokuyu koruyor ve güzelleşmeye imkan tanıyor. Sindirim sisteminin duvarlarıyla yanlışsız noktada temas etmesi gereken bu aygıtın gezinme ve uygulama hassasiyeti kritik kıymete sahip. Öbür özgür aygıtlarda, doku duvarlarına temas ettiklerinde yönlendirilmelerinin güç olması bilinen bir sorun.
İlginç bir halde MEDS, içinde hiçbir elektronik kesim bulundurmuyor. Aygıt yutulduktan sonra ilerlemesi dışarıdan takip ediliyor. Hakikat pozisyona ulaştığında, dışarıdaki cerrahlar yahut bilim insanları, beden duvarına ziyan vermeden nüfuz edebilen yakın kızılötesi bir lazer kullanarak biyo-mürekkebin salınımını tetikliyor.
Kapsülün yönlendirilmesi ve geri çekilmesi de harici bir mıknatıs sistemine bağlı. Robotik bir kol üzerindeki bu mıknatıs, kapsülü istenen yere yönlendiriyor. Tedavi bittikten sonra, kapsül ağız yoluyla geri alınabilene kadar aksi istikamette yönlendiriliyor.
Araştırma grubu, aygıtın sahiden işe yarayıp yaramadığını görmek için evvel laboratuvar ortamında deneyler gerçekleştirdi. Bu deneylerde, simüle edilmiş mide ülserlerini ve bir kanamayı muvaffakiyetle onardılar. Akabinde, bir adım öteye geçerek tavşanlar üzerinde canlı deneyler yaptılar ve biyomürekkebin nasıl uygulanabileceğini ve aygıtın amaçlandığı üzere nasıl yönlendirilebileceğini gösterdiler.
Doktora öğrencisi Sanjay Manoharan, denetimli laboratuvar deneylerinde, hücre yüklü biyomürekkebin 16 günden fazla yapısal bütünlüğünü koruduğunu belirtti. Bu, mürekkebin büyüme faktörlerini hür bırakabilen ve yara uygunlaşması için yeni hücreler sağlayabilen bir “mikro-biyoreaktör” olarak potansiyelini gösteriyor.
Ekip, şimdilik daha fazla çalışmaya gereksinim duyulduğunu ve bu sistemi kan damarları ve karın boşluğunu kaplayan periton üzere öteki dokularda da denemek istediklerini söylüyor.
