Bilim İnsanları İnsan Damarlarını Taklit Edebilen Elektronik Kan Damarı Ürettiler
Bilim insanları, insan damarlarını taklit edebilen, yara iyileştirme ve ilaç aktarımı gibi özelliklere sahip yeni elektronik damar üretti. Tavşanlarda denenen bu deneyler sayesinde, kan akışının kontrolü ve takibinin sağlanabileceği görüldü.
Çin ve İsviçre’deki araştırmacılar, implantasyondan sonra vücuttaki ince değişiklikleri ele almak için aktif olarak ayarlanan elektronik kan damarları geliştirdiler. Esnek ve biyoparçalanabilir bir metal-polimer özelliğe sahip membrandan yapılan kan damarları, doğal kan damarlarını taklit edebildiği gözlemlendi. Yapılan in vitro deneylerde elektronik kan damarları tavşanlardaki ana arterleri etkili bir şekilde değiştirmeyi başarırken aynı zamanda iletkenlik özelliği de gözlemlendi.
Güney Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde araştırmacı olan baş yazar Xingyu Jiang, “Doğal kan damarlarını taklit eden yapıyı, gen terapisi ve elektriksel stimülasyon gibi daha ileri tedaviler sağlayabilen daha kapsamlı elektriksel işlevleri entegre ederek bunun ötesine geçiyoruz” diyor.
Önceki araştırmacılar, kardiyovasküler hastalığı olan hastalarda küçük kan damarlarının tıkanıklığının zor gerçekleşen tedavisi için mekanik destek sağlayan çeşitli TEBV’ler geliştirmiştir. Ancak bu TEBV’lerin sınırlamaları vardır; kan damarı dokusunun yenilenmesine pro-aktif olarak yardımcı olamaz ve doğal dokunun aksine genellikle kan akışına yanıt olarak iltihaplanmaya neden olurlar. Jiang, “Mevcut küçük çaplı TEBV’lerin hiçbiri kardiyovasküler hastalıkların tedavi taleplerini karşılamadı” diyerek yeni elektronik kan damarlarının bu talepleri karşılayabileceği görüşünde.
Jiang ve meslektaşları, mevcut teknolojilerin sınırlamalarını aşmak için poli (L-laktit-ko-ε-kaprolakton) ‘dan yapılmış bir metal-polimer iletken membranı saran bir silindirik çubuk kullanarak biyolojik olarak parçalanabilir elektronik kan damarları ürettiler. Laboratuvarda, kan damarından elektriksel uyarımı ile bir yara iyileştirme döngüsünde endotel hücrelerinin çoğalmasını ve yaralı bölgeye göçünü artırdığını gösterdiler, bu da elektriksel uyarmanın yeni endotel kan damarı dokusunun oluşumunu kolaylaştırabileceğini düşündürdü.
Araştırmacılar ayrıca, kan damarlarının esnek devresini, hücre zarlarını daha geçirgen hale getirmek için bir elektrik alanı uygulayan bir elektroporasyon cihazı ile entegre ettiler ve birleşik teknolojilerin, yeşil floresan protein DNA’sını laboratuvardaki üç tür kan damarı hücresine başarıyla ilettiğini gözlemlediler.
Daha sonra, araştırmacılar cihazı Yeni Zelanda tavşanlarında test ederek beyne, boyuna ve yüze kan sağlayan karotid arterlerini elektronik kan damarlarıyla değiştirdiler. Jiang ve meslektaşları, üç ay boyunca doppler ultrason görüntüleme kullanarak implantları izleyerek, cihazın tüm süre boyunca yeterli kan akışını sağladığını tespit ettiler. Arterlerin içine bakmak için X ışınları ve boya kullanan görüntüleme testleri, yapay arterlerin, herhangi bir daralma belirtisi olmaksızın, doğal olanlar kadar iyi işlediğini gözler önüne serdi. Araştırmacılar, implantları çıkarıp üç aylık sürenin sonunda tavşanların iç organlarını analiz ettiklerinde, cihazların iltihaplı bir yanıt ürettiğine dair hiçbir kanıt bulamadılar.
Bu elektronik kan damarları, tavşanlarda gerçek damarların yerine geçebilecek elektronik arterler olarak umut vaat ederken, Jiang, daha büyük tavşan ve diğer hayvan gruplarında uzun vadeli güvenlik testleri de dahil olmak üzere, teknolojinin insan denemelerine hazır hale gelmesinden önce daha fazla çalışmanın yapılması gerektiğini kabul ediyor. Ek olarak, uzun süreli implantasyona uygun olmak için, elektronik kan damarlarının bu çalışmada kullanılan elektroporasyon cihazından daha küçük elektronik cihazlarla uyumlu hale gelmesi gerekecektir.
Jiang, “Gelecekte, tüm fonksiyonel parçaları tamamen implante edilebilir ve hatta tamamen biyolojik olarak parçalanabilir hale getirmek için minimize edilmiş piller gibi minimize edilmiş cihazlarla entegre edilerek optimizasyonların yapılması gerekiyor” diyor ayrıca araştırmacılar, bu teknolojinin bir kişinin kan hızı, kan basıncı ve kan şekeri seviyeleri hakkında ayrıntılı bilgi toplamak ve depolamak için bir gün yapay zeka ile birleştirilebileceğini umut ediyorlar.
Kaynak: sciencedaily.com
