Teknolojinin yıllar içerisinde muazzam bir şekilde geliştiği açıkça ortada. Yine de, faks makinelerinin son teknoloji olduğu günleri hatırlayanlar için, bilim insanlarının yeni geliştirdiği, yutulabilen, hap boyutunda bir biyoyazıcının varlığı şaşkınlık yaratabilir. Bu minyatür cihaz, vücudun içindeki hasarlı bölgeleri “canlı” mürekkep kullanarak onarıyor ve işi bittiğinde dışarıdan bir mıknatıs yardımıyla kolayca geri çıkarılabiliyor.

Lozan Federal Politeknik Üniversitesi (EPFL) İleri Üretim Teknolojileri Laboratuvarı’nda geliştirilen bu cihaz, mikro robotlar ve kapsül kameralar gibi diğer invaziv olmayan teknolojilerden ilham alıyor. Laboratuvar başkanı Vivek Subramanian, bu yeni cihaz sınıfının, yerinde biyoyazıcı prensipleri ile akıllı kapsüllerin ilaç salınım konseptlerini birleştirdiğini belirtiyor.

Gastrointestinal sistem içindeki yumuşak doku yaralanmalarının onarımı bu teknolojinin en umut verici uygulama alanlarından biri. Günümüzde ülser ve kanamaların çoğu zaman cerrahi müdahale ile onarılması gerekirken, bu yutulabilir biyoyazıcı cerrahiye alternatif, invaziv olmayan bir seçenek sunabilir.

Canlı mürekkeple tedavi: MEDS sistemi nasıl çalışıyor?

Tam adıyla Manyetik Endolüminal Biriktirme Sistemi (MEDS) olarak bilinen bu minyatür biyoyazıcı, aslında biraz tükenmez kaleme benziyor. Cihaz, yeni dokunun oluşması için bir iskele görevi gören biyouyumlu bir malzemeyi içeren bir biyomürekkep haznesine ve bu mürekkebi dışarı iten yaylı bir mekanizmaya sahip. Biyobaskı, geleneksel 3D baskıya benziyor, ancak kullanılan “mürekkep” canlı hücrelerle yüklü olabiliyor.

Biyomürekkep, yaralı bölgeye tıpkı bir yara bandı gibi uygulanabiliyor, altındaki hasarlı dokuyu koruyor ve iyileşmeye olanak tanıyor. Sindirim sisteminin duvarlarıyla doğru noktada temas etmesi gereken bu cihazın gezinme ve uygulama hassasiyeti kritik öneme sahip. Diğer serbest cihazlarda, doku duvarlarına temas ettiklerinde yönlendirilmelerinin zor olması bilinen bir sorun.

İlginç bir şekilde MEDS, içinde hiçbir elektronik parça bulundurmuyor. Cihaz yutulduktan sonra ilerlemesi dışarıdan takip ediliyor. Doğru konuma ulaştığında, dışarıdaki cerrahlar veya bilim insanları, vücut duvarına zarar 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 ters yönde yönlendiriliyor.

Araştırma ekibi, cihazın gerçekten işe yarayıp yaramadığını görmek için önce laboratuvar ortamında deneyler gerçekleştirdi. Bu deneylerde, simüle edilmiş mide ülserlerini ve bir kanamayı başarıyla onardılar. Ardından, bir adım öteye geçerek tavşanlar üzerinde canlı deneyler yaptılar ve biyomürekkebin nasıl uygulanabileceğini ve cihazın amaçlandığı gibi nasıl yönlendirilebileceğini gösterdiler.

Doktora öğrencisi Sanjay Manoharan, kontrollü laboratuvar deneylerinde, hücre yüklü biyomürekkebin 16 günden fazla yapısal bütünlüğünü koruduğunu belirtti. Bu, mürekkebin büyüme faktörlerini serbest bırakabilen ve yara iyileşmesi için yeni hücreler sağlayabilen bir “mikro-biyoreaktör” olarak potansiyelini gösteriyor.

Ekip, şimdilik daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulduğunu ve bu sistemi kan damarları ve karın boşluğunu kaplayan periton gibi diğer dokularda da denemek istediklerini söylüyor.