Günümüzde birçok ameliyat, küçük bir insizyonun yapıldığı minimal invaziv prosedürlerle gerçekleştirilmekte ve tümörleri çıkarmak,hasarlı doku ve organları onarmak için minyatür kameralar ve cerrahi aletler vücuda geçirilmektedir. Bu işlem, açık cerrahiye kıyasla daha az ağrı ve daha kısa iyileşme süreleri ile sonuçlanmaktadır.
Birçok prosedür bu şekilde gerçekleştirilebilinirken , cerrahlar sürecin önemli bir adımı olan : iç yaraların ve yırtıkların kapatılmasında zorluklarla karşılaşmaktadırlar[1].
Karşılaşılan zorluklara karşılık MIT'deki mühendisler, minimal invaziv ameliyatlar sırasında cerrahi aletlerin etrafına katlanabilen ve iç yaraları kapatmada kullanılabilen origami esintili bir tıbbi yama tasarladılar[4].
Mevcut cerrahi yapıştırıcıların aksine, ekibin ürettiği yeni yama bakteri ve vücut sıvılarına maruz kaldığında kontaminasyona direnecek şekilde tasarlanmıştır. Ayrıca tasarlanan yama zamanla güvenli bir şekilde biyolojik olarak parçalanabilmektedir[1].
Katmanlı Koruma :
Resim 1: Domuz kanına daldırılmadan önce ve sonra hidrofobik sıvı tabakası olan ve olmayan çok katmanlı yamaların fotoğrafları[5].
Günümüzde minimal invaziv ameliyatlarda kullanılan biyoyapıştırıcılar çoğunlukla biyolojik olarak parçalanabilen sıvılar ve hasarlı dokulara yayılabilen yapıştırıcılar olarak bulunmaktadır. Bununla birlikte, bu yapıştırıcılar katılaştığında, daha yumuşak olarak altta yatan yüzey üzerinde sertleşerek kusurlu bir şekilde sızdırma oluşturmaktadırlar. Kan ve diğer biyolojik sıvılar da yapıştırıcıları kirletebilir ve yaralı bölgeye başarılı bir şekilde yapışmasını önleyebilmektedirler. Yapıştırıcılar ayrıca bir yara tamamen iyileşmeden önce çözünebilir ve uygulamadan sonra iltihaplanma ve yara dokusu oluşumuna neden olabilmektedirler[1].
Resim 2 : Biyoyapışkan yamanın çok katmanlı bileşiminin resimli şeması[5].
Tüm bu sebeplerden dolayı tasarlanan yama üç katmandan oluşmaktadır. Üst katman, su bazlı cilt benzeri bir bariyer haline gelen zwitteriyonik polimerlerden oluşan elastomer bir filmdir. Orta katman, doku yüzeyi ile güçlü bir bağ oluşturmak için bileşik NHS esterlerine sahip olan biyoyapışkan hidrojellerden oluşmaktadır. Alt katman,amaçlanan hedefe ulaşmadan önce vücut yüzeyine yapışmasını önlemek için silikon yağından oluşmaktadır[6].
Robotlar İçin Uygun :
Resim 3 : Çok katmanlı yamanın bir balon kateter ile entegrasyonu için üçgen bir şekilde katlanması için origami tabanlı tasarımı ve imalatı[5].
Araştırmacılar,balon kateter ve cerrahi zımba gibi minimal invaziv ameliyatlarda yaygın olarak kullanılan aletlerin etrafına yapıştırıcıyı katlamak için origamiden ilham alanınan teknikler kullanmışlardır. Bu teknikleri trakea, özofagus, aort ve bağırsaklar dahil olmak üzere büyük hava yollarının ve damarların hayvan modellerinden geçirerek test etmişlerdir. Araştırmacılar, balon kateterini şişirerek veya zımbaya hafif basınç uygulayarak yamayı yırtık doku ve organlara yapıştırabildiler ve uygulamadan bir ay sonra yamalı bölgede veya yakınında herhangi bir kirlenme belirtisinin olmadığını gözlemlemişlerdir[1].
Resim 4 : Çok katmanlı yamanın bir doğrusal zımba ile entegrasyonu için çift kollu bir adaptörün Origami tabanlı tasarımı ve imalatı. Çok katmanlı yamalar kırmızı kesikli çizgilerle gösterilmektedir[5].
Araştırmacılar, yeni çok katmanlı yamanın cerrahların minimal invaziv aletlerin yanı sıra şu anda robotik cerrahide kullanılan aletlerin etrafını kolayca sarabileceğini önceden oluşturulmuş konfigürasyonlarda üretilebileceğini öngörmektedirler[1].
Uzmanlar origamiden esinlenerek oluşturulan çok katmanlı tibbi yama ile her türlü cerrahi alete uyumlu yamalar üretebileceklerini ve böylelikle cerrahi prosödürlerin daha kolay gerçekleşebileceklerini öngörmektedirler.
Ayrıca aşağıda belirttiğim linkten araştırmacılardan Sarah WU’nun anlatımı ile tasarımı izleyebilirsiniz.
https://www.youtube.com/watch?v=7pmd4Z7hjQA
Kaynakça:
Chu , J. (2021 ).An origami-inspired medical patch for sealing internal injuries.
Erişim adresi: https://www.turkcerrahi.com/tip sozlugu/insizyon/#:~:text=Tıpta%20belli%20bir%20vücut%20dokusuna,yapılması%2C%20şak%20yapılması%20manasında%20kullanılır. (Erişim Tarihi 06.05.2022)
Erişim adresi:https://bertanuzun.com/invaziv (Erişim Tarihi: 06.05.2022)
Lang F.(2021).Origami-Inspired Medical Patch Seals Internal Wounds.
Sood, G. (2021).THIS ORIGAMI-INSPIRED MEDICAL PATCH WHEN APPLIED TO INTERNAL INJURIES BIODEGRADES ON ITS OWN.