Tekstil Mühendisliği’nden Tıp Alanında İlerleme Kaydedecek Proje: Kumaştan Yapay Akciğer Modülü Çalışmaları

Son yıllarda yapay organların tekstil lifleri esaslı yapılmakta olduğunu belirten Pamukkale Üniversitesi Tekstil Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Volkan Kaplan, projesini ‘Yapay Alveol Modülü Çalışmaları’ olarak tanımlıyor. Bazı kumaş yapılarıyla akciğerin dokusunun benzeştiğini fark ederek proje çalışmalarına başladığını aktaran Yrd. Doç. Dr. Volkan Kaplan, ‘Akciğer yapısının işlevlerini bir kumaş üzerinde elde edilebilir mi?’fikrinden yola çıkarak yapay elyaf ürünü olan dokuma bir kumaşın doku özelliklerinde değişime gidilerek elde ettiği çalışmasında bölgesel olarak çok seyrek dokulardan oluşan kumaş elde edilebildiğini ifade etti.

‘Yapay Alveol Modülü’ Çalışmaları hakkında bilgi veren Yrd. Doç. Dr. Volkan Kaplan, ‘Kumaş yüzeyinde kan damlasının hareket etmeden sabit durabileceği yapılar sağladık, kan damlası ile oksiyenli gaz ortamının birbirinden ayrılma oranı normal materyallerde %60 civarındayken çalışmamızda bu oranını %100’e çıktı. Alveollerdeki bu temas alanı, yapılan deney konstrüksiyonunun çalışma gücünü direkt olarak etkilemekte ve toplam cihazın etkinliğinde çok önemli rol oynamaktadır. Son dönemde, tekstil mühendisleri tarafından nano boyuttaki kimyasallarla sıvı iticiliği çalışılmakta. Yağlar ve su bazlı çözeltiler, kumaşta tutunmayı ve yüzey gerilimini arttıran malzemelerdir. Fakat bilinen uygulamalarla bu sıvı itme etkinliği bir noktaya kadar artmaktadır. Bu kimyasal işlem mekanizması detaylı olarak incelenmiş ve sistemin aksamalara neden olan kumaş yüzeyinde yapılan plazma aplikasyonuyla işlemin var olan etkinlik değerinin çok arttırıldığı tespit edilmiştir’ şeklinde açıkladı.

Yaptığı çalışmalarda, plazmada işlenmiş yüzeyin tekrar bir form oluşturduğu ve bu formun interaktif olarak nanopartiküllerle reaksiyona girebilme kapasitesinin arttığını tespit eden Yrd. Doç. Dr. Kaplan, kumaş üzerinde yapılan deneyler sonucunda pratik alanda kullanıma müsait olan bu kumaşın hali hazırda var olan oksijenaratör cihazlarında havayı geçirirken kanı geçirmeyen bir membranların yerini kolaylıkla alabileceği gibi daha pratik yeni bir oksijenaratör cihazının yapılabilirliğini de arttırmakta olduğunun altını çizdi.

Akciğer yapısını ve alveollerin işlevini anlatan Yrd. Doç. Dr. Volkan Kaplan, ‘Solunum sistemimizin temel organı akciğerdir. Burun ve ağızdan giren hava,nefes borusu ve sonrasında bronşlardan geçerek akciğerlere ulaşır. Toplardamarlarla gelen karbondioksitçe fazla olan (kirli) kan burada yenilenir. Alveoller, akciğerlerin içinde bulunur. Kılcal damarlardaki karbondioksiti alırlar ve kılcal damarlara içlerinde olan oksijeni verirler. Buna madde alış-verişi denir. Alveoller kan dolaşımında da görevlidir. Nefes aldığımızda hava; burun, yutak, gırtlak, soluk borusu, akciğerler, bronşlar, bronşçuklar ve alveoller yolunu izler. Alveoller de havayı temizleyip, kılcal damarlara verir. Damarlar tüm vücuda dağıtır. Kirlenen kan kılcal damarlar ile yeniden alveollere gelir. Alveoller karbondioksiti alır, bronşlara verir, bronşlar soluk borusuna, soluk borusu buruna verir. Alveoller difüzyon ile gaz alış-verişini yapar, yüzeylerinden salgılanan surfaktan maddesiyle, yüzey gerilimleri azalır ve büzülmeleri engellenmiş olur. Solunum sisteminde burun ve ağız yardımıyla dışarıdan alınan havanın içindeki oksijen sırayla yutak, gırtlak ve soluk borusundan geçtikten sonra akciğerlere gelir. Akciğerlerde bronş ve bronşçuklardan geçerek alveollere gelir. Alveollerin iç kısmının nemli tutulması solunumu kolaylaştırmaktadır. Alveollerden kana geçer. Kan, hücrelere oksijeni taşır. Hücreler bu oksijeni kullanarak enerji elde ederler. Kan yardımıyla karbondioksit, tekrar alveollere gelir. Alveollerin içindeki kılcal damarlarda bulunan karbondioksit bronşçuk, bronş, soluk borusu, gırtlak ve yutaktan geçtikten sonra bu sefer ağız ve burundan çıkar’ dedi.

Proje kapsamında üzerinde çalıştığı kumaşın alveollerdeki hava taşınımını tam olarak yapabildiğinin yanında sıvınında gözeneklerinden geçmesine engel olmakta olduğunu ifade eden Yrd. Doç. Dr. Kaplan, yakın zamanda çalışma takviminde kumaşın yapısı insan vücudundaki biyolojik yapıya en uygun hale getirilip oksijenaratör cihazlarında deneneceğinin altını çizdi. Yrd. Doç. Dr. Volkan Kaplan üzerinde çalıştığı ‘Yapay Alveol Modül’ projesinin uluslararası sempozyumlarda sunulduğunu belirtirken gelecekte bu çalışmanın geliştirildiğinde tıp alanında çığır açacak bir teknoloji olabileceğini söyledi.