Jarvik 2000 Aygıtının Kalbe Bağlantı Biçimi
“İnsan ne kadar az bilirse, o kadar çok bildiğini sanır.”
J.J. ROUSSEAU
Fazla ayrıntıya girmeden bir tanım yaparsak, sol karıncığın yetmez hale gelmesi sonunda, buna yardımcı olarak kullanılan aygıtlara, Sol Karıncık Destek Aygıtları (SKDA)’ [*]; demek olanağımız vardır.
SKDA lar yetmez hale gelmiş kalbe yardımcı olarak uygulanarak, hastanın kalb kasının eski gücünü kazanması ya da bu olamıyorsa kalbinin değiştirilmesine kadar zaman kazanmasını, yaşamda kalmasını sağlarlar. Demek ki uzunca bir süre görevlerini sürdürmek için kullanılırlar.
Bu konuda çalışanlar arasında Michael Ellis DeBakey gibi ünlü isimler varsa da, en kullanışlı aygıtı Robert Koffler Jarvik ortaya koymuştur. Bunun da en son modeli Jarvik 2000 dir.
Tek tek incelendiğinde görülecektir ki, bundan sonra yapılan bütün SKDA lar, gerek tasarım, gerek bağlantı, gerekse işleyiş bakımından Jarvik 2000 nin birer kopyası halindedir.
Hemen hepsi birer elektrik motoruyla çalışmakta, bu motorun şaftı içine konulmuş bir Arşimet Pompasıyla kana hareket vermektedirler. Aygıt doğrudan sol karıncık ile aorta arasında bir köprü yapacak biçimde bağlanıp, motoru çalıştıracak elektrik gücünü veren kablolar göğüs kafesi dışına alınmaktadır. Elektrik gücü kemere bağlı bataryadan verilmekte, denetim birimi de gene bu kemere bağlı olmaktadır. Aygıtın kalb ile aortaya bağlantı biçimi bile aynıdır (yukardaki resim).
Bize göre, durmadan taklit yoluyla aslını yinelemek yerine SKDA konusunda şunlar düşünülüp, denenerek konuya yenilik getirmek gerekir :
1 - Doğal kan akımı pulsatil akımdır. Halen kullanılan SKDA larda ise pulsatil olmayan kan akımı elde edilir. Bu tür kan akımının kardiovasküler perfüzyonda (açık kalb cerrahisi sırasında) kullanılması hiç bir sakınca taşımaz. Çünkü zaman çok kısa olup, en uzun bir saat dolayındadır. Bu kadar kısa sürede hiç bir sisteme, pulsatil olmayan kan akımıyla, zarar vermek söz konusu olamaz.
Ama SKDA uygulandığında süre çok uzun olacaktır. Bu süre haftaları, ayları (dahası 20 ayı) bulacaktır. Bu aygıtlarda pulsatil kan akımı kullanılması, pulsatil olmayan kan akımına karşı, ayrıntıya girmeden söylersek, şu yararları sağlar :
☻ Damar içi trombozunun önlenmesi. Bu durum açık kalb cerrahisi uygulanan hastada söz konusu olamaz. Çünkü hasta bütünüyle heparinize edilmiştir.
Ama, Robert Koffler Jarvik’in ilk aygıtı olan Jarvik-7 nin uygulandığı ilk beş hastanın hepsi de, 112 – 620 gün arasında yaşayıp, beyin embolisinden ölmüşlerdir. Bu da bu aygıtın takıldığı hastalarda damar içi trombozun oluştuğunu gösterir.
☻ Koroner arterler ile karotis arterlerinde akımın arttırılması. Bu kalb ile beyin kanlanmasını arttıracağı gibi vital uç organların (karacier, pankreas) beslenmesini çoğaltır.
☻ “Sistemik inflamatory response syndrome”un azaltılması.
☻ Mikro kanallarda (ince damarlarda) kan akımının artması sonucu, dokular-arası sıvı oluşumu ile buna bağlı lenfa oluşumunun sağlanması.
Görüldüğü gibi, pulsatil akımın getirdiği yaşamsal yararlar vardır. Yapay karıncıkta pulsatil akım elde edebilmek için, elektrik motoruyla dönen Arşimet pompalarını terkedip, bunun yerine Yapay Kas kullanmayı denemek gerekir.
Yapay kas çalışmaları sonucu, Pseudomonas elodea isimli bakteri tarafından üretilen bir biopolimer olan gellan gum adı verilen Elektroaktif Polimerler bulundu. Bunlara 7.5 Voltluk zayıf bir akım verdiğinizde kasılıyorlar.
Yapay kas konusunda başka çalışmalar da var.
İlk kez L. V. Radushkevich ile V. M. Lukyanovich, 1952 de 50 nanometre çapında karbon tüplerin net resimlerini, Soviet Journal of Physical Chemistry adlı dergide yayınladılar. Bu buluş, Rus diliyle yayınlandığından, bilim dünyası için geniş çapta gölgede kalmıştır.
Karbon nanotüpler konusunda sonradan bir çok çalışma ile buluş yapıldı. Bunlardan Lijima’ nın 1991 de yayınladığı makale konuyu bilimsel ortama geniş olarak duyurarak, bu konudaki bilinçlenmeyi sağlamıştır.
Bunlar doğal kaslardan 10 kat daha elastik. 1000 kat daha hızlı olan yapay kaslardır. Saniyede 30.000 kez kasılabiliyorlar. Normal kaslar ise saniyede ancak 20 kez kasılabiliyor.
Bu iki grup yapay kas türü ayrı ayrı ya da bir arada kullanılarak denemeler yapılıyor.
75 cc lik bir hücrenin çevresine herhangi bir yapay kas sistemi, spiral biçiminde sarılıp, bu hücrenin iki ucuna da uygun cek valvler (bir tür kalb kapakları) konularak SKDA nın karıncık bölümü elde edilmiş olur.
2 – Jarvik 2000 ile benzerlerinde motoru döndüren elektrik gücünü sağlayan kablolar göğüs kafesi dışına alınmaktadır. Çünkü motoru çeviren elektrik kaynağı vücut dışındadır. Bu bir çok sakıncaları, enfeksiyon olasılığı başta olmak üzere, yanında getirir.
Bunun yerine uzaktan etki ile elektriklenme yöntemi kullanılmalıdır. Böylece vücut dışına çıkan kablolardan kurtulunmuş olur. Çünkü yapay kasların da kasılabilmek için 7.5 V kadar düşük olsa da bir elektrik gerilimine gereksinimleri vardır.
Bilindiği gibi, sargısından elektrik akımı geçen bir elektrik bobini, kendi frekansındaki başka bir bobinde, metrelerle uzak olsa bile, % 20 kayıpla elektrik üretimine neden olur (ünlü Tesla deneyi, 1898 ile 1896). Buna etki ile elektriklenme diyoruz. Bizim olgumuzda her iki bobin birbirlerine çok yakın olarak yerleşmiş olacağından, uzaklık sorunu yoktur. Ancak arada bulunacak olan göğüs kafesinin var olabilecek olumsuz etkisini deneyerek bulmak gerekir.
Bu durumda elektrik motoru yerine toraks içine, dışardaki bobinle aynı frekansta bir elektrik bobını yerleştirip, bunu gene toraks içinde uygun kablolarla yapay kas uçlarına birleştirmek gerekecektir.
Ayrıca bobinler arasındaki etkilenmeyi bozabilecek koşulları da test etmelidir. Yüksek gerilim hatları, yüksek magnetik alanlar, dört tarafı ağır metalle kapatılmış mekanlar bu alış verişi bozuyor mu?… Denenmelidir!…
3 - Dakikadaki kasılma sayısı, demek ki dakikdaki atım sayısını (systol) kontrol edip ayarlama sadece elle değil, hem elle, hem de vücudun gereksinimlerinin en iyi göstergesi olan doğal kalb atım sayısına göre yapmak gerekir.
Bunun için yalnızca iki EKG elektrodu göğüs kafesi üzerine dışardan standart noktalara yerleştrilir. Bunlardan alınacak dakikadaki kalb atım sayısı kablolarla denetim birimine ulaştırılır. Bu bilgiyi alan denetim birimi, güç birimine kumanda ederek yapay karıncığın atım sayısını ayarlar. Kalb atım sayısının doğru ya da yeterli olarak ayarlanabilmesi ancak bu yolla, doğal kalbden gelecek bilgilerle sağlanabilir. Çünkü bu bilgiler vücudun gerçek gereksimini yansıtmaktadır.
4 - Biz, Jarvikler ile onların kopyalarında, kalbden aortaya yapılan köprü bağlantısının kalb ucunun neden ventrikülde olduğunu anlamakta güçlük çekiyoruz. Büyük olasılıkla ilk uygulamada akla gelen bu yöntem, sonradan galat olarak hiç değişmeden kalmıştır. Tıpta bu tür takılıp kalmalar sıklıkla gözlemlenir!…
Böyle bir aygıt uygulanmasına gerek olan hastanın asıl derdi sol karıncığındadır (ventrikülünde). Demek ki arızalı olan sol karıncıktır. Böyle arızalı bir karıncık üzerinde cerrahi girişimde bulunmak ta sakıncalı olmak gerekir. Çünkü olguların büyük bölümünde beklenen, kalb nakli değil, doğal karıncığın eski gücüne ulaşmasıdır. Bundan da anlaşılacağı gibi bu karıncığı kurcalamak doğru olmayacaktır.
Bunun yerine sol kulakçığın (atrium) auricular apendix’inden girilerek SKDA kalbe bağlansa daha doğru olmaz mı?… Aygıtın çıkarılmasında da bu yol büyük kolaylık sağlayacaktır.
Böyle tasarlanmış bir SKDA nın ideale en yakın bir aygıt olacağı konusunda hiç bir kuşku olmamak gerektiği gibi, konuya tümüyle bir yenilik, bir özgünlük getireceği de bir gerçektir.
———————————————-
[*] İngilizce : Mechanical Circulatory Support (MCS) Devices
———————————————
Konuyla İlgili Makaleler :
Радушкевич, Л. В. (1952). “О Структуре Углерода, Образующегося При Термическом Разложении Окиси Углерода На Железном Контакте” (in Russian) (PDF). Журнал Физической Химии 26: 88–95.
Monthioux, Marc; Kuznetsov, V (2006). “Who should be given the credit for the discovery of carbon nanotubes?”. Carbon 44: 1621. doi:10.1016/j.carbon.2006.03.019
Krätschmer, W.; Lamb, Lowell D.; Fostiropoulos, K.; Huffman, Donald R. (1990). “Solid C60: a new form of carbon”. Nature 347: 354–358. doi:10.1038/347354a0
Donald S. Bethune, Ching-Hwa Kiang, William A. Goddard III, Jesse R. Salem and Robert Beyers, “Single-layer Carbon Nanotubes with Diameters from 1 to 6 nm,” in: Recent Advances in the Chemistry and Physics of Fullerenes and Related Materials, Eds. Karl M. Kadish and Rodney S. Ruoff (The Electrochemical Society, Pennington, NJ, 1994), pp. 1487-97.
