“Mater artium necessitas”
(İcatlar gereksinimlerden doğar.)
Lucius Apuleius; (İÖ 125 – İÖ 180)
Açık-kalb cerrahisi için kan bulmadaki sıkıntıyı, dünyada ilk kez 1965 yılında banka kanının kalb-akciğer makinası dolumunda (priming’inde) kullanılabileceğini gösterip klinik kullanıma geçerek çözdükten sonra, 1967 yılında, bu konudaki kesin çözümün yapay kan‘ı bulup kullanmak olduğunu düşünmüştük.
Bu düşüncemizi çevremize açıkladığımızda, İstanbul Göğüs Cerrahisi Merkezinde (bu günkü Siyami Ersek Hastanesi) birlikte çalıştığımız arkadaşlarımız “bizim Yalçın adamakıllı sapıttı!…” deyip, düşüncenin üzerinde bile durmadılar. Ama aradan çok değil 6 – 7 yıl geçtiğinde dünyada ilk yapay kan kullanımına geçildiği bildirilince, aynı arkadaşların yüzlerini görmek isterdim doğrusu!… Göremezdim, çünkü o yıllarda söz konusu hastaneden ayrılmış bulunuyordum.
Bir bilimsel toplantıda verdiğim konferansta da açıkladığım gibi, o sıralar Hem sentezinin bu iş için uygun olduğunu düşünüyordum. Şimdilerde yapılan çalışmaların da büyük bölümünün Hem üzerine odaklandığı görülüyor. Ama İlk ortaya konan yapay kan Hem üzerine dayanmıyordu.
Kan nakillerinde, insan kanı yerine yapay kan kullanılması düşüncesi yeni değil. 17 yüzyılda, Sir Cristopher Wren, bira, şarap, dahası afyonun insan kanı yerine kullanılabileceğini öne sürmüştü (!). Sir Cristopher bir ara tıbbi alanda da çalışma yapmış olmasına karşın, aslında bir matematikçi, bir astronom idi. Ama daha da önemlisi İngilterede gelmiş geçmiş en ünlü mimardı. İngilteredeki bir çok ünlü mimari yapıyı ya onarmış ya da yapmıştır. Londradaki St Paul Kadegrali ni o yaptı. Ne var ki biyoloji ile tıp yönünden yukardaki sözlerini, hele bu gün için ciddiye alma olanağı elbette yoktur!…
Ancak, kan nakillerinin modern çağı, Karl Landsteiner’in 1901 yılında insan kanı grup antijenlerini keşfetmesiyle başladı. Landsteiner, kanı A, B ile C (daha sonra 0 olarak değiştirildi.) olmak üzere önce üç gruba ayırdı; bir yıl sonra da AB grubu listeye eklendi. Bu çalışmalar, o zamana kadar yapılan nakillerin neden başarısız olduğunu açıklıyordu.
Kan grubu serolojisini ilk kez nakil pratiğine uygulayan kişi, 1913’de Reuben Ottenberg oldu. Ottenberg kan uyum testini açıkladığı halde, uygun olmayan anticoagulantlar (pıhtılaşma önleyiciler) ile saklama yöntemleri nedeniyle, kan nakli çok sınırlı olarak yapılabiliyordu. Bu arada, Birinci ile ikinci Dünya Savaşları, bu iki alandaki gelişmelerin hızlanmasına yol açtı. Sonunda kan nakilleri, tıbbi müdahalelerin standart bir parçası oldu.
Yapay kanlar, enfeksiyona yol açan patojenlere (hastalık yapan mikroplara) karşı sterilizasyona daha uygun olacaklarından, kan grubu antijenleri içermeyeceklerinden, çapraz eşlemeye de gerek yok. Kan verecek yeterli gönüllünün bulunamadığı durumlarda, yapay kan, ameliyat sırasında kısa dönemli olarak alyuvarların yerini alabilir.
Şu an, geliştirilmekte olan iki tip yapay kan var : Hemoglobinden yapılan hemoglobin-bazlı oksijen taşıyıcılar (HBOT) ile perflorokarbon emülsiyonlar içerenler.
Hemoglobin-Bazlı Oksijen Taşıyıcılar (HBOT): Her bir hemoglobin molekülünde, demir içeren, hem grubu olarak adlandırılan, her biri bir oksijen molekülüne bağlanan dört zincir bulunur. Bu oksijen-heme bağı, hemoglobin molekülünün biçiminde değişime yol açar. Bu durum, hemoglobinin ek oksijen moleküllerini giderek daha fazla çekmesine yol açar. Demek ki, oksijen kısmi basıncındaki küçük bir değişiklik, hemoglobinin bağlandığı ya da bıraktığı oksijen niceliğinde önemli bir değişime neden olur.
Bunun yanında, sıcaklık ile pH da oksijenin hemoglobine Bağlanmasını etkiler. Benzer olarak, 2,3-difosfogligerat denen, normalde insan eritrositlerinde bulunan bir ürün, oksijenin hemoglobine bağlanmasını etkiler. 2,3-difosfogligerat derişimi arttıkça, oksijenin dokulara bırakılması daha yüksek oksijen kısmi basıncında gerçekleşir. Hemoglobinin hücreden arındırılmış bir çözeltisi, kan yerine kullanılabilir; çünkü hemoglobin, alyuvarlar olmadan da oksijen taşıma yeteneğini korur.
HBOT’ların dolaşımda beklenmedik biçimde çok kısa ömürlü olmaları, anormal ölçüde oksijen çekmeleri ve klinik yan etkileri en önemli sorunlardı. HBOT’ların klinikte etkin bir yapay kan olarak kullanılabilmeleri için, aşılması gereken temel sorunlar, dolaşım sistemindeyken kısa ömürlü olmaları ve oksijeni dokulara bırakmada normal hemoglobine oranla yetersiz kalmalarıydı.
Ancak bu, doğası gereği çok kıra süreli olan açık-kalb ameliyatlarında kalb-akciğer makinasının doldurulması (priming) için bir engel değil, belki de bir üstünlüktür.
Perflorokarbon-Bazlı Ürünler :
Perflorokarbonlar, hidrokarbonlara benzeyen, ancak onlardan farklı olarak hidrojen atomları flor atomlarıyla değiştirilmiş moleküllerdir. Bu moleküllerden oluşan sıvıların üstün bir oksijen ve karbondioksit taşıma özellikleri var. Bu gazlara bağlanmıyorlar. Perflorokarbonlar, oksijeni çok farklı bir biçimde taşıyorlar. Hücreden bağımsız hemoglobin çözeltilerinde, oksijen hemoglobine yerli bir moleküle bağlanır gibi bağlanıyor. Buna karşılık, oksijen kimyasal olarak doymuş olan perflorokarbon sıvısında çözünmüş olarak bulunur. Gereksinimi olan dokulara kolayca ulaşır.
Perflorokarbonlar, sulu çözeltilerle karışamadığı için, yapay kan olarak kullanılmadan önce emülsiyon olarak hazırlanmaları gerekir. Hemoglobin, belirli bir kısmi basınçtaki oksijeni perflorokarbonda çözülebilenden önemli ölçüde daha fazla oksijeni bağlayabilir. FDA tarafından onaylanmış olan Fluosol DA adlı bir perflorokarbon, kalp ameliyatlarında yapay kan olarak kullanılıyor. Tümüyle oksijene doyurulmuş perflorokarbon, koroner anjiyoplasti
ameliyatı sırasında kalbe oksijen sağlıyor. Bu madde, ameliyat sırasında kalp yaralanmalarını, acıyı azalttığı halde, doktorlar tarafından tam olarak benimsenmiş değil. şu anda, Allience Pharmaceuticals tarafından geliştirilen Oxygent adlı perflorokarbon ABD’de klinik deneylerde kullanılıyor.
—————————————————-
Bu yazının hazırlanmasında aşağıda künyesi verilen makaleden yararlanılmıştır :
Stokstad, E., : “Not Blood Sample”. Science 8 Şubat 2002
İlgili Öteki Makaleler :
Henkel-Hanke, Thad; Oleck, Mark (June 2007). “Artificial Oxygen Carriers: A Current Review”. AANA Journal 75 (3): 205–12.
Journal of the American Medical Association, Vol. 299 No. 19, May 21, 2008, Cell-Free Hemoglobin-Based Blood Substitutes and Risk of Myocardial Infarction and Death: A Meta-analysis (Pages 2304-2312):
Robert M. Winslow : How do scientists make artificial blood? How effective is it compared with the real thing?.. Scentific American, October 21, 1999.
