Tüm dünyada ölümlerin önde gelen nedenlerinden biri olan organ yetmezliği, farmakolojik ve cerrahi tedavilerdeki ilerlemelere rağmen engellenememektedir. Organ yetmezliği tedavisinde, organ nakli tek etkili yoldur; bunun yanında donör sıkıntısı, yüksek fiyat, bağışıklık reddi ve etik çatışma gibi dezavantajları vardır [1]. Organ reddi riskini azaltmak için hastanın bağışıklık sistemi baskılanır. Zayıflamış bir bağışıklık sistem viral ve bakteriyel enfeksiyon riskini artırır, bu nedenle immünsüpresan ilaçlar kullanılmaktadır. Hastalıklar, genetik bozukluklar, kazalar ve yaşlanma, organ yetmezliğinin başlıca sebeplerindendir [2].
Organ yetmezliği tedavisinde kullanılabilecek yeni nesil teknolojilerden biri, yapay organ teknolojisidir. Yapay organlar tıp, yaşam bilimleri ve mühendisliğin birleşiminde yer alan önemli bir araştırma alanıdır. İlk tam işlevli yapay organ, 1982'de Tıbbi araştırmacı Robert Jarvik ve mucit Willem Kolff tarafından başarıyla tasarlanan ve daha sonra implante edilen kalp olmuştur [3].
Yapay organlar, bir insan vücuduna implante edilebilen, belirli bir işlevi veya işlevleri kopyalamak/arttırmak için insan vücuduna yerleştirilebilir yapılardır. Özellikle organlar, farklı hücre tiplerinin veya kök hücrelerin/büyüme faktörlerinin diğer biyomalzemeler ile birlikte bir araya getirilmesiyle üretilebilir. Geleneksel olarak, birkaç farklı yapay organ türü vardır. Kullanılan malzemelere göre bu yapay organlar üç sınıfa ayrılabilir:
Mekanik (cansız polimerlerden yani plastiklerden veya metallerden yapılan)
Biyomekanik (kısmen canlı hücrelerden ve cansız polimerlerden veya metallerden yapılan)
Biyolojik (canlı hücrelerden, biyolojik olarak parçalanabilen polimerlerden veya metal elementlerden yapılan)
Başarılı bir organ üretimi için heterojen hücre, hücre dışı matris (ECM) ve büyüme faktörünü birleştiren gelişmiş işleme teknolojileri çok önemlidir. Bir organ, belirli morfolojik özelliklere ve fizyolojik işlevlere sahip en az iki veya üç farklı hücre ve ECM tipinden oluşur.
Normalde, bir organ üretim süreci için dört temel adım vardır:
Mimari ön tasarım,
Malzemelerin ve araçlarının hazırlanması,
Homojen veya heterojen hücre birleşmesi (entegrasyonu),
Çoklu doku olgunlaşması.
Çoklu doku olgunlaşma sonrası, homojen ve heterojen canlı hücreler içeren 3D yapıların in vitro kültür veya in vivo implantasyon için stabil olması gerekir. 3D yapı içinde, homojen ve heterojen hücre toplanması, çapraz bağlı polimerlerin mekanik desteği ile homoselüler ve heteroselüler dokular oluşturmak için gerçekleşir [1].
Kaynakça
Wang, X. (2019). Bioartificial organ manufacturing technologies. Cell transplantation, 28(1), 5-17.
https://aabme.asme.org/posts/innovations-in-artificial-organs (Erişim Tarihi: 22 Mart 2021)