Bilim yapay akciğerin peşinde

Sadece insanlar değil, nefes alan tüm omurgalılar için temel solunum organı olan akciğerler yaşamın sürdürülmesi için en hayati organlardan biridir. Bilim dünyası da bu son derece hayati organı laboratuvar ortamında suni olarak geliştirme çabasında. Suni akciğer konusunda çalışmalar yapan bilim insanlarından biri olan Josué Sznitman, elinde tuttuğu bir yapay akciğer örneğini göstererek bu mucize organın ne denli karmaşık bir yapıya sahip olduğunu anlatıyor.

Şeffaf bir maddededen yapılmış yaklaşık 5 santimetre genişliğinde ve bir kaç milim kalındığındaki yapay organın içinde minik kanalcıklar görülüyor. İlk bakışta, gövdesinden dallar fışkıran bir ağacı andırıyor.

İsrail'in Hayfa kentindeki Teknik Üniversite'de araştırma görevlisi olarak çalışan Sznitman bir yandan da yapay akciğer hakkında bilgi veriyor. "Bu kanallar gözle rahatça görülemeyecek kadar küçüktürler" diye konuşan Sznitman, "Bunda şaşılacak bir durum yok. Zira akciğerlerimizdeki solunum yolları bir milimetreden daha küçüktür" diye devam ediyor.

Önce insana ürkütücü gelen bu örnek, işlevini tanıdıkça hayranlık uyandırmaya başlıyor.

Dev süngerler

İnsan ciğeri mikroskobik hava baloncuklarına bağlı milyonlarca minik solunum yollarından oluşur. Minik baloncuklarda oksijenli hava kana karışarak, kirli kanın temizlenmesine yol açar. Akciğer dokuları oldukça küçüktür. Ancak akciğerin dış yüzeyi ise devasa boyutlardadır. Gerilmek suretiyle etrafa yayıldığında 100 metrekarelik bir alanı kaplayacak denli genişleyebilir. Akciğerler özünde devasa süngerlerdir, denebilir.

Genç bilim insanının amacı işte bu özellikleri birebir taşıyan bir akciğeri laboratuvarda geliştirmek. Bunun için öncelikle akciğerleri daha ayrıntılı olarak incelemek gerektiğini belirtiyor. Hekimler için akciğerlerin "Kara kutu" anlamına geldiğini vurgulayan Sznitman, "Bir doktora gidip de, 'Nefes darlığı çekiyorum, ciğerlerimin hangi bölümlerinde sorun var' diye soramazsınız. Röntgen ve akciğerlerin genel fonksiyonları ölçen spirometri gibi tekniklere rağmen akciğerlere dair hala çok az şey biliyoruz" diyor...

Akciğerlerin bu kadar az bilinmesi teneffüs yöntemiyle alınan ilaçların üretimini de güçleştiriyor. Örneğin astım hastalarının solunum yolları kronik olarak iltihaplandığı için kaslar kasılırlar ve böylece kişinin nefes alması zorlaşır, bazen de hiç mümkün olmaz. Astım hastaları bu nedenle kramp giderici veya iltihap çözücü spreyler kullanırlar.

Sznitman'a göre spreyle tedavi son derece yetersiz bir yöntem. Çünkü spreyle akciğerlere püsktürtülen ilacın yetişkinlerde yüzde 50, çocuklarda ise yüzde beş ya da on kadarı, ulaşması gereken sorunlu noktaya kadar gidebiliyor. İlacın büyük kısmı etki göstermesi gereken bölgeye ulaşmıyor.

Şırınga tarihe mi karışıyor

Claus-Michael Lehr'in suni akciğerle ilgili çalışmaları ise farklı bir boyutta ilerliyor. Almanya Saarbrücken'deki Saarland Üniversitesi'nde akciğer üzerine araştırmalar yapan Lehr, membranlar üzerinde akciğer hücreleri geliştirmeye çalışıyor. "Bizim geliştirdiğimiz akciğerler aslında açık akciğer torbacıklarından oluşuyor" diye konuşan Lehr, akciğer dokusunu tümör operasyonları sırasında hastaların akciğerlerinden alınan parçalardan elde ediyor. Lehr, kartpostal büyüklüğündeki membranlara akciğer torbacıklarını bağlıyor.

Sznitman İsrail'de ilaçların ciğerlere daha etkili şekilde nüfuz etmesine yönelik çalışmalar yaparken Almanya'da da Lehr ise çalışmalarını akciğere ulaşan ilaçların buradan kana karışması üzerine yoğunlaştırıyor.

"Kanın beyne geçişinde olduğu gibi akciğere geçişinde de bir bariyer var" diyen Lehr, söz konusu bariyerin sprey gibi aerosollerin veya ilaçların da geçişini zorlaştırdığını vurguluyor. Uzman akciğer hücre membranları aracılığıyla bu engeli aşmaya çalışıyor.

Lehr çalışmalarıın başarıyla tamamlanması durumunda sadece iğneyle enjekte edilebilen ilaçların solunarak ya da yutularak alınmasının da mümkün olabileceğini ifade ediyor. Böyle bir gelişme en çok insülin kullanan şeker hastalarına yarayacak. Zira insülin bağırsak zarlarından geçemediği için tablet olarak alınamıyor. Nano toz halinde geliştirilecek bir insülin spreyi ile kan-hava bariyeri de aşılabilecek. Böylece şeker hastaları hergün bedenlerine insülin iğnesi enjekte etmekten kurtulabilecekler.

Sznitman ile Lehr araştırmalarını ortak sürdürebilmek için destek başvurusunda bulundular. İki bilim insanının temeldeki amacı çok karmaşık bir yapısı olan akciğeri daha fazla tanımak.

fizikist