İmplant, bir organa veya vücut yapısına cerrahi olarak eklenen bir malzemedir. İmplant, vasküler greftteki gibi bir doku veya kalça protezi veya kalp pili gibi bir prostetik materyal veya cihaz olabilir. Eklemleri veya yapay kemikleri bir arada tutan çeşitli iğneler, vidalar ve plakalar gibi protezler ve metal implant parçaları, yaralı veya yaşlı insanlar için çok faydalıdır. Kemik dokusu onarıldıktan sonra vakalar tekrar yürüyebilir, koşabilir ve zıplayabilir. Ancak bazen vücuttaki bakteriler bu implantların üzerine yerleşir ve bu enfeksiyonlarla baş etmek için yeni bir ameliyat da dahil olmak üzere uzun bir tedavi süreci gerekir. Bilim adamları yapay eklemlerdeki bu tedavisi zor enfeksiyonu tedavi etmek için manyetik ısıtma terapisini test ediyorlar. İmplantlardaki enfeksiyonların tedavisinde ağır cerrahiye alternatif olarak manyetik ısıtmanın kullanımı araştırılmaktadır.
Enfeksiyonların tedavisinde biyofilm sorunu:
Bu tür enfeksiyonların tedavisinin bu kadar zor olmasının en önemli nedeni bakterilerin biyofilm oluşturmasıdır. Bunlar, ince bakteri katmanlarından ve bakterilerin kendilerinin üzerini örterek koruduğu diğer bazı yapışkan maddelerden oluşan “bakteri kaleleridir”. Örneğin, dişlerin üzerindeki “diş taşı” adı verilen plak, bir tür biyofilmdir. Ancak sert bir diş fırçasıyla fırçalamak, diz kapağı veya ayak parmağındaki titanyum plakaya yapışık biyofilmi çıkarmakla aynı şey değildir. Yapay eklemleri olan hastaların yaklaşık yüzde 1 veya 2’sinde bu tür bir enfeksiyon gelişir. Yüzde küçük görünse de, dünya çapında bakıldığında çok büyük rakamlar olduğu ortaya çıkıyor.
Bu enfeksiyonu tedavi etmek çok acı verici ve pahalı olabilir. Hastalıklı eklemin çıkarılması ve yerine yeni bir eklem konulması ameliyat ve yoğun ilaç uygulamaları gerektirir. Texas Üniversitesi Güneybatı Tıp Merkezi’nden David Greenberg ve Rajeev Chopra’nın yaptığı araştırma, tüm bu sorunları ortadan kaldıran bir çözümle sonuçlandı. Çalışmalarına MRI yani manyetik rezonans görüntüleme teknolojisinden başladılar. Beyin, kalp ve kaslar gibi yumuşak iç organları görüntülemek için kullanılan bir MRI makinesi, bu görüntüleri oluşturmak için güçlü manyetik alanlar kullanır. Ancak bu manyetik dalgalar metallerle etkileştiğinde ısı üretirler. Bu, vücutlarının farklı bölgelerinde metal implantlar veya belirli elektronik cihazlar bulunan hastalar için MRI taramasını tehlikeli hale getirebilir. Araştırmacılar, manyetik dalgaların bu özelliğini hastaların yararına kullanıma dönüştürmeyi düşündüler.
Manyetik ısıtma ile biyofilm eritme:
Bazı durumlarda mühendisler ısı üretmek için manyetik alanlar kullanırlar. Bu işlem indüksiyonla ısıtma olarak bilinir. Elektrik bir telden geçtiğinde, etrafında bir manyetik alan oluşturur. Kullanılan elektrik alternatif akım (AC) olduğunda, elektrik akışının yönü sürekli ve hızlı bir şekilde ileri geri değişir. Alternatif akımdaki bu değişiklik, kabloların etrafındaki manyetik alanın da değişmesine neden olur. Bu değişen manyetik alana metal bir nesne (veya elektriği ileten herhangi bir nesne) yaklaştırılırsa, elektrik o metalden de akmaya başlar. Metal, elektrik akışına bir miktar direnç sağlayacağından, metalde indüklenen enerjinin bir kısmı ısı olarak dağılır. Doku gibi iletken olmayan nesnelerden akım geçmediği için soğuk kalırlar.
Greenberg ve Chopra, bu ısıtma özelliğinin ürettiği ısının hastaya herhangi bir sorun çıkarmadan zararlı bakterileri öldürmek için kullanılıp kullanılamayacağını inceledi. Test için, metal bir çubuğa tutturulmuş bir biyofilm bir test tüpüne yerleştirildi. Daha sonra manyetik alan uygulamasına geçildi ve ısıtılan metal bakteriyel biyofilmi eritti. İmplantın ısıtılması vücudun geri kalanını etkilemez çünkü kaslar ve kemikler elektriği iletmez. Bununla birlikte, nasıl sıcak bir nesneye dokunmak eli yakabilirse, metal bir implantı ısıtmak da onunla temas halinde çevredeki dokuyu yakabilir. Bu noktada, tedavi yöntemi olarak manyetik ısıtma kullanılıyorsa, çevre dokuya zarar vermeden herhangi bir biyofilmi yok etmek için en doğru ısı miktarının seçilmesi önemlidir. Araştırma ekibi bu süreci fareler üzerinde test etti. Hayvanların bacaklarına küçük metal implantlar yerleştirildi ve ısıtılmış metal implantın canlı doku ile temas halindeki bütünlüğü kontrol edildi. Bu test verilerinden, yüksek enerjili, patlama tarzı “flaş” ısıtmanın yavaş, sürekli ısıtmadan daha güvenli olduğu anlaşıldı.
Manyetik ısıtmanın antibiyotiklerle kullanımı:
İlaçlar vücudun her yerine ulaşabilse de belirli bir bölgede kalıcı olamazlar. Bu nedenle antibiyotiklerin, biyofilmleri aşırı güçlendirerek implantlarda gizlenen enfeksiyonlarla mücadelede spesifik bir etkisi yoktur. Chopra ve Greenberg ayrıca, bu mikrop öldürücülerin manyetik ısıtma ile birlikte kullanıldığında her ikisinin etkisinin de büyük ölçüde arttığını bulmuşlardır. Böylece tedavi daha güvenli hale gelir. Ayrıca manyetik ısıtma antibiyotiklerle kombinasyon halinde kullanıldığında, enfeksiyonu tedavi etmek ve olası yan etkileri azaltmak için her birinin alması gereken doz da azalır.
Rochester’daki Mayo Tıp Koleji’nden Douglas Osmon’a göre, biyofilm enfeksiyonlarını tedavi etmek için invaziv olmayan bir yol bulmak, protez dizler gibi implantlar üzerinde çalışan doktorlar için önemli bir hedef olmuştur. Protezli bir hastada ciddi yan etkileri olan antibiyotik ihtiyacının azaltılması veya tamamen ortadan kaldırılması bu alanda devrim yaratacaktır.
Ancak gündemde aşılması gereken başka bir engel daha vardır. Tüm metal implantlar araştırma ve denemelerde kullanılmıştır. Ancak günümüz protezlerinin bazı kısımları plastikten yapılmakta ve kemik çimentosu ve vidalarla sabitlenmektedir. Bu nedenle manyetik ısıtmanın plastiğe veya kemik çimentosuna zarar verip vermeyeceği de dikkatlice kontrol edilmeli ve bir sorun varsa giderilmelidir.
Kaynak:
— Trisha Bell, “Protez Eklem Yaralanmaları”, Springer, (2018).
– Rajeev Chopra, David E. Greenberg, ve diğerleri, “Prostetik eklem enfeksiyonlarının cerrahi olmayan tedavisi için yüksek frekanslı alternatif manyetik alanların kullanımı”, Scientific Reports, Cilt. 7, Madde No: 7520, (2017).
yazar: Juni Saraoğlu’nu aç
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]