Sağlık/bakım hizmetleri, yapısı gereği farklı bilim ve uzmanlık dallarına uyum sağlaması, adete bir orkestra gibi ahenk içinde çalışması gerekir. Fakat bu durum bir o kadar da riskli faaliyetleri de içinde barındıran bütüncül bir olay olarak ifade edilebilmektedir.
Sağlık/bakım hizmetleri; tele tıp uygulamaları, iş zekâsı, dijital hastane, veri madenciliği yaklaşımları, 3D teknolojisi ve hologram teknolojileri gibi sayısız uygulamalar ile yenilik ve değişimlerin en yoğun görüldüğü karmaşık ve zor bir alan olarak karşımıza çıkmaktadır.
Zamanla 3D yazıcıların kullanımın artması ile protezler, yapay organ denemeleri, tığ eğitimi için kullanımlar, engelli bireyler için hayatı kolaylaştıran yenilikler alanlarında üretimler sayesinde gerek hastalıklara gerek de bir çok soruna çözüm olacağı ön görülüyor.
Bu yazıda 3D yazıcı ile insan sağlığı üzerinde yapılan yeniklere değineceğiz.
1. 3 Boyutlu Yazıcı İle Üretilen KABURGA KEMİĞİ
Cerrahi işlem ile ortopedik hastalıkların tedavisinde yeni bir çözüm! “3D yazıcı” ile yapay kaburga kemiği üretildi. Hastaya özgü üretilen kemik, hastaya başarılı bir şekilde takıldı.
Sofya Takuda Hastanesi’nde görev yapan Kalp ve Göğüs Cerrahisinde görev yapan Profesör Minchev ve arkadaşlarının üretmiş olduğu inovatif ürün ile bir hastanın hayatı kurtarılmış ve konforlu bir yaşam sürmesini sağlamışlardır.
Bulgaristan’da yaşayan bir hasta, kaburgasında ağrı ve şişlik sebebiyle hastaneye başvuruyor; yapılan tetkikler sonucunda hastanın kaburgasında tümör tespit ediliyor. Hekimler var olan tedavi sürecinin yetersiz olduğunu düşündü. Hastanın daha iyi nefes alabilmesi ve birçok fiziksel hareketlerinde zorlanmaması için 3D teknolojisini kullanarak hastaya yeni bir kaburga kemiği üretimi sağladılar. Doktorların “3DGence” firması ile iş birliği yaparak hastaya uygun olarak tasarladıkları kaburga, uygun sterilizasyondan geçerek hastaya başarılı bir şekilde nakil edilmiştir.
2. 3 Boyutlu Yazıcı ile Üretilen KALP
Tel Aviv Üniversitesi’ndeki bilim insanları tarafından, 3D baskı aracılığı ile vişne büyüklüğünde üç boyutlu bir kalp üretildi.
“Omentum” olarak bilinen hem insan hem de domuzlarda bulunan hücreler ile ve bunun gibi dokuları bir araya getirerek, tamamen canlı hücrelerden ve dokulardan oluşan üç boyutlu bir kalp üretildi. Buluş, ilerleyen yıllarda kalp hastalıklarına umut vadetmektedir.
Bilim insanları tarafından, hastanın hücrelerini ve biyolojik özelliklerini kullanarak dünyanın ilk kalp fonksiyonlarını tam olarak gerçekleştirebilen üç boyutlu insan kalbi üretildi. 3D yazıcı ile üretilen kalp; kişinin immünolojik, hücresel, biyokimyasal ve anatomik özelliklerini taşımaktadır.
Dvir’ in, “Bu aşamada, 3 boyutlu kalbimiz küçük, tavşan kalbi büyüklüğünde” şeklinde ifade ettiği kalp, çok küçük boyutta olduğu için bir insan kalbi kadar verimli çalışamamaktadır.
Uzmanlarının görüşlerine göre; insan kalbine tıpatıp benzeyen bir kalp yapmak için milyarca hücrenin çalışması gerekmektedir. Fakat bunu gerçekleştirmek şuan için mümkün değildir. Bunlara rağmen gelecek yıllarda 3D teknolojisi ile insan kalbi üretimi düşünülmektedir.
3. Astronotlar İçin 3 Boyutlu Yazıcı İle Üretilen İNSAN DOKUSU (DERİ) ve KEMİK
Almanya’da bulunan Dresden Teknik üniversitesinde görev alan bilim insanları tarafından 3D yazıcıdan geliştirilen insan dokusu ve kemiklerin, uzayda uzun süreler görev yapan astronotların yaralanmaları ve/veya sakatlanmaları sonucu tedavi edilmesi amacı ile kullanılması hedeflenmektedir.
Bu dokuların üretim aşamasında kullanılan mürekkep, su yosunu bazlı bir materyalden ve insan plazmasından oluşmaktadır.
Gelişen teknoloji ile birlikte uzay araştırmaları da hız kazanmıştır. Bununla birlikte uzay gibi uzak mesafelerde astronotlar üzerinde tıbbi yardımların zorluklarına karşı Avrupa Uzay Ajansını araştırmaya teşvik etmiştir.
3D ile üretilen kemik ve dokuların vücut tarafından reddedilme ihtimalini en aza indirmek için “biyo mürekkep” olarak adlandırılan, insan plazma sıvısından üretilen bir yapı kullanılmıştır. Uzay ortamında kullanılacak olan bu ürünler, yerçekimi düşüklüğüne bağlı olarak uçmaması için akışkanlığa karşı direnci arttıran “su yosunu” bazlı materyaller karıştırılmıştır. 3D yazıcılar gibi su yosunu da, astronotlar tarafından uzay gemisinde üretilmesi hedeflenmektedir. Bununla birlikte “biyo mürekkebi” kendileri üretilebilecektir.
4. 3 Boyutlu Yazıcı İle Üretilen BİYONİK GÖZ
Amerika’da bulunan Minnesota Üniversitesi’nde ki bilim insanları, 3D baskı yöntemiyle sensörler kullanılarak yapay göz üretmeyi başarmışlardır.
Görme engeli olan hastalara umut vaat eden “biyonik göz” keşfi, üzerinde bulunan sensörler sayesinde ışığı elektrik enerjisine çevirerek sinirleri uyarmaktadır.
Bilim insanları, 3D yazıcıdan yarım küre üzerine gümüş mürekkep kullanarak bir göz formu üretmişlerdir. Ardından, üretilen bu küre üzerine fotoreseptör denilen ışık reseptörlerini ekleyerek ışığı algılama özelliği eklenmiştir.
Projede görev alan araştırmacılardan Micheal McAlpine, yaptığı açıklamalar da üretilen yeni biyonik gözün ışığı algılama konusunda %25 başarı sağladığını belirtmiştir. Projenin çok yeni olduğunu da ekleyen McAlpine, yakın zamanda daha yumuşak doku malzemeleri kullanarak insan gözüne uygun prototipi ile implante edilmesi hedeflenmiştir.
5. ‘Şeker’ değil ‘Organ’!
Illinois Üniversitesi araştırmacıları tarafından üretilen 3D yazıcı ile vücutta kullanılmak üzere şekerden biyolojik dokular üretebilmektedir.
Yenilikçi formu ile ilgi uyandıran bu 3D yazıcı, boğaz pastillerinin üretiminde kullanılan “izomalt” adı şeker türünden kompleks vücut dokuları üretilebilmektedir. İşleme “Serbest Biçimli Baskı” şeklinde de ifade edilebilmektedir.
Illinois Kanser Merkezi Direktörü Rohit Bhargava; “Bu teknoloji yumuşak materyaller, hücre ve doku formu üretmek için harika bir yol.” Olarak ifade etmiştir. Fakat bu yenilikle birlikte bazı zorlukta ortaya çıkmıştır.
Yapılan daha önceki girişimlerden elde edilen tecrübelerde, şekerin yanması veya kristalleşmesi gibi sorunlar ile karşılaşılmıştır. Bu gibi sorunları önlemek için araştırmacılar belirli basınç ve sıcaklıkta tutma gibi çözüm yolları denemişlerdir. Araştırmacılar gelecek yıllarda tüm insan organlarını bu yazıcı ile üretileceğini ummaktadırlar.
6. 3 Boyutlu Yazıcılar İle Üretilen İNSAN KORNEASI
Newcastle Üniversitesi’de ki bilim insanları tarafından, yeni bir “biyo-mürekkep” teknolojisi ile insan korneasını 3 boyutlu yazıcılar ile üretmeyi başarmışlardır.
Aljinat ve kolajen adlarında ki iki kimyasal madde kombinasyonun kullanımının kornea yapısına uyduğu keşfedilmiştir. Bunun üzerine 3D yazıcılar ile 10 dakikadan daha kısa bir sürede korneaların üretimi sağlanmıştır. Üretilen korneaların boyut olarak uygunluğunu anlamak için insan gözü taranmış ve boyutları çıkan sonuç ile eşitlenmiştir.
Elde edilen sonuçlarda üretilen kornea hücrelerinin 1 hafta sonrasında %83 canlı kaldığı belirlenmiştir. Üretilen canlı korneanın, tüm hücrelerin fonksiyonları yerine getirip getirmediğini test etmek istediklerini belirtmişlerdir. Devam etmekte olan çalışmaların sonuçları olumlu sonuçlanırsa 3D basım ile 15 milyondan fazla kornea nakli bekleyen hastalara umut olacaktır.
7. Kırık Kemikler için Özel İmplantlar: Gerçek Kemiğe Dönüşebiliyor
3D baskı yöntemiyle geliştirilen seramik implantlar, vücuda cerrahi operasyonlar ile yerleştirildikten sonra yavaş yavaş kaybolup gerçek kemik haline gelmektedir.
Derin kemik kırıkları genellikle cerrahi operasyonlar ile metal plaklar veya vidalar ile tedavi edilmektedir. Bu süreç hastalarda, yoğun ağrı, ajitasyon, uzun süreli immobilizasyon, normal hayata geçişte uzama gibi olumsuz süreçleri de beraberinde getirmektedir.
Avustralya’daki Sidney Üniversitesi’nde görev yapan Hala Zreiqat ve meslektaşları tarafından üretilen özel seramik implantlar, doğal kemiklerde eser miktarda bulunan kalsiyum silikat, mineral gahnit, az miktarda stronsiyum ve çinkodan üretilmiştir. Deneysel çalışmalarında ilk olarak tavşanlar üzerinde denenmiş; başarılı bir şekilde sonuçlanmıştır. Ardından sırası ile deneye dahil olan 8 hayvan ve koyunlarda denenmiş, hepsinde eşit derecede başarıya ulaşıldığı; koyunların implant yerleştirildikten sonra hemen yürümeye başladıkları bildirilmiştir.
Operasyondan 3 ay sonrasında kırıkların %25’inde tam iyileşme olduğu, 1 yılın sonunda bu değer %88’e yükselerek tıp dünyasına başarılı bir şekilde adını yazdırmıştır. Başarının yanı sıra bu implantların, eksik olan kemik dokuların olduğu bölgelerde doğal kemik oluşmasını sağladığı da görülmüştür.
8. Türkiye’de 3D Basıcı ile Yapılan Proje
Sabancı Üniversitesi Nanoteknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi tarafından Türkiye’de bir ilke imza atacak “3 Boyutlu Doku ve Organ Basımı Projesi” kapsamında 3D biyo-yazıcı ile canlı hücreler kullanılarak doku yapısı üretilmiştir.
9. Ultrasondan 3 Boyutlu Yazıcıya
Huggies, ultrasonda görüntülenen bebeğin yüzünü 3D yazıcı ile basarak, görme engelli annenin bebeğine dokunmasını ve hissetmesini sağlamaktadır.
Görme engelli hamile kadın olan Tatiana, bebeğini göremediğinden dolayı bir özlem duyuyordu. Bunun üzerine düşünen Huggies Brezilya, muayeneden 15 dakika sonra ona bir sürpriz yaparak bebeğin ultrason görüntüsünü ve üzerine Braille alfabesiyle “Senin oğlunum” şeklinde tasarlanmış ürünü 3D yazıcıdan basarak görme engelli anneye unutulmaz duygular yaşatmıştır.
10. Dünya Mirası 3 Boyutlu Yazıcı ile Buluştu
Görme engelli bireyler için yapılan “Unseen Art” projesi, klasik eserleri 3D baskı ile tekrar oluşturularak, sanatta engelleri kaldırmaya hedeflemektedir.
Helsinki’li tasarımcı Marc Dillon, görme engelli bireyler için içerisinde Mona Lisa’nın da bulunduğu sanat eserlerini 3D yazıcı ile basarak sanatta engelleri kaldırmaya çalışmıştır.
Buna benzer bazı projeler de mevcuttur. İspanyol baskı stüdyosu “Estudios Durero” tarafından Didú isimi verilen teknik kullanılmıştır. Bu teknik ile sanat eserleri 3D baskı teknolojisinden yararlanarak eserler kabartma olacak şekilde üretmiştir.
Yazımı Laurie Anderson’un sözüyle bitirmek istiyorum. Teknoloji, hikayelerimizi anlattığımız kamp ateşidir.
Sağlık Teknolojisi ile ilgili diğer yazılarımı aşağıdan okuyabilirsiniz.