PROF. DR. ORHAN ARSLAN
Yedek Organ İhtiyacı
Günümüzde birçok insan, çeşitli hastalıklar sonucunda organ yetmezliği ile karşı karşıya kalıyor. Ayrıca, kanser veya yaralanmalar neticesinde birçok kişinin çeşitli vücut parçaları, doku ve organları mecburen ameliyatla alınıyor. Tüm bu insanlar için tek çare, kaybettiklerinin yerini alabilecek yeni bir parça, doku veya organ nakli.
Organ nakli başlıca şu şekilde yapılabilmektedir:
Dünya genelinde yaklaşık 400 bin kişi organ nakli için sırada bekliyor. Türkiye’de ise bu sayı 30 bin civarında. Organ nakli bekleme listesinde ilk sırada böbrek yer alıyor. Böbreği karaciğer, kornea, kalp, akciğer, pankreas ve kalp kapakçığı izliyor. Organ bağışı ve uygun donör sayısı ise ihtiyacı hiçbir zaman karşılamaya yetmiyor. Her yıl binlerce kişi organ nakli beklerken yaşamını yitiriyor.
İşte tam da bu noktada, ihtiyaç duyulduğu anda gerçek doku ve organları hızlı ve seri bir şekilde üretebilecek bir teknolojinin varlığı gerçekten çok işe yarardı.
3D (3 Boyutlu) Biyoyazıcısı Nedir?
3D biyoyazdırma, canlı hücrelerle karıştırılmış biyomürekkeplerin 3D olarak basılarak doğal doku benzeri üç boyutlu yapılar inşa edildiği bir teknolojidir. Şu anda bu teknoloji, doku mühendisliği ve yeni ilaç geliştirme gibi çeşitli araştırma alanlarında kullanılabilir.
3D yazıcılar, özellikle tıp alanında yeni atılımların yapılmasına olanak verdi. Bugüne kadar üç boyutlu yazıcılarda canlı dokuya ve biyolojik işlevlere zararlı olmayan malzemeler kullanılarak üretilen biyouyumlu protezler ve vücut parçaları, birçok insan için umut kaynağı olmuştu. Hastaların çeşitli nedenlerle parçalanan, kaybedilen ya da cerrahi müdahale ile çıkarılan kafatası, göğüs, çene, el, kol, bacak, kalça ve diz kapağı kemiklerinin ya da kıkırdak dokuların yerine titanyum tozu kullanılarak 3D yazıcıda üretilen vücut parçaları ekleniyordu.
Titanyum vücuda uyum sağlayabilen bir madde olduğu ve doku tarafından reddedilme riski bulunmadığı için sıklıkla tercih edilen bir malzemeydi. Örneğin, kanserli bir çocuğun boyun kısmındaki hastalıklı kemik dokusu çıkarılarak yerine 3D yazıcıdan çıkan parça yerleştirilebiliyor. Gene aynı şekilde 2 yaşındaki bir çocuğa biyopolimer bir malzeme kullanılarak üretilen bir soluk borusu takılabiliyor.
3D yazıcıyla kemik ve kıkırdak dokusu üretmekte en büyük gelişme ise Hollandalı bilim insanlarının, 2015 yılında ürettikleri kafatası implantıdır. Bu hastaya özel, dayanıklı plastik malzemeden üretilmiş olan implant, 22 yaşında, kemik rahatsızlığı olan bir hastaya yerleştirilmiştir. 3D yazıcılarda üretilen yüz, deri, burun ve kulak gibi vücut parçası örnekleri de vardır. 3D yazım, sadece sağlık sektöründe değil aynı zamanda otomotiv, havacılık ve savunma endüstrilerinde ve daha birçok alanda birçok yeni uygulama imkânı bulan nispeten yeni ve hızla genişleyen bir üretim yöntemi oldu.1
İlk 3D yazıcı ile canlı doku üretimi 2009’da Novagen 3D Printing Technology ile başlamıştır. İlk zamanlarda sadece doku baskısı alınabilirken artık bugünlerde organ baskısı da alınabiliyor. Bu baskı teknolojisi en çok kemik ve kıkırdak dokusu baskısı için kullanılıyor. Hangzhou Elektronik Bilimler ve Teknoloji Üniversitesinde ise araştırmacılar, 3D yazıcı sayesinde kulak ve burun doku baskısı alabiliyorlar. Araştırmacılar, 3 boyutlu doku veya organları biyoyazıcı kartuşu içindeki hücre ve benzeri biyomateryallerle sağlıyor. Örneğin, bir çift insan kulağı çıkarabilmek için osteositleri kullanıyor. Araştırmacılar, 3D biyoyazıcı kartuşu içindeki hücre ve benzeri biyomateryallerle kulak, burun ve yüz gibi çeşitli uzuvlar yapabiliyor. 3 boyutlu yazıcıda kemik ve kıkırdak dokusu dışında diğer organlar için de baskı teknolojisi geliştiriliyor.
2012 yılında 3D biyoyazıcı ile foto çapraz bağlama tekniği kullanılarak iç çapları domuz aort kapağından alınan hücreleri ile çapları 12-22 mm olan anatomik aort kapak iskeletleri, 21 gün gibi kısa bir sürede üretildi. Aynı yıl başka bir çalışmada, bir insan kalbinden alınmış alginat jel yüklü kardiyomiyosit progenitör hücresi ile %92 yaşayabilirliği olan in vitro kalp üretmek için kullanıldı.
3D biyoyazılım, Wake Forest Regenerative Tıp Enstitüsünden Dr. Anthony Attala tarafından başlatılmıştır ve kalp ve böbrek organ dokularını üretmek üzere uygulamaya konulmuştur; daha sonra Oxford Üniversitesinden Gabriel Villard, 4D biyoyazıcı adını verdiği iki katmanlı farklı hücre baskısı yapan cihazı geliştirmiştir.
2015 yılında 3 boyutlu yazıcıda (NovoGen MMX Bioprinter-Organovo) kullanılarak kalınlığı 500 mikrona kadar olan karaciğer dokusu üretildi. Bu karaciğer en az 40 gün doğal fiziksel yapısını koruyabiliyor ve tamamen işlevselliğini sürdürebiliyordu. Üretilen ilk karaciğerin sadece medikal çalışmalar ve ilaç araştırmaları için kullanılması planlanıyor.
Yine 2015 yılında, 3D biyoyazıcılarla insan gözünün optik performansını yakından taklit edebilen gözün şematik modelini tasarlamak için bilgisayar destekli tasarım kullanılmıştır. Laboratuvarlarda insan korneası taklitleri üretmek için doğal kollajen ve fosfolipidler, donör insan kornealarının yapay ikame maddeleri olarak lazer profilli ve desenli sağlam hidrojellere basılmıştır.
3D Biyoyazdırma Biyomürekkepleri
Bioyazıcıları diğer üç boyutlu yazıcılardan ayıran en önemli özellik, kullanılan baskı malzemesi yani biyomürekkeptir. Mürekkep tüplerinin yani kartuşların içine doldurulan biyomürekkebin içeriğini metal, polimer ve termoplastik yerine canlı insan hücreleri oluşturuyor. Bu amaçla ya embriyonik kök hücreler ya da doku biyopsisi yöntemi ile herhangi bir organdan elde edilen yağ, kas, sinir, kemik iliği ve bağ dokusu hücreleri kullanılıyor.
3D biyomürekkepler, nanofibriler selüloz ve sudan yapılmış, kolayca özelleştirilebilen hidrojel bazlı bir biyomürekkep olan GrowInk™ gibi hücre yüklü, iskeletsiz veya hücresiz olabilir.
GrowInk'in hücresiz yapısı, çok sayıda araştırma alanına ve amaca uyacak şekilde uyarlanabilmesine olanak tanır.
Doğru biyomürekkep bileşiminin ve biyomürekkep yoğunluğunun seçilmesi, hücre canlılığını ve hücre yoğunluğunu etkileyebilir, dolayısıyla her araştırma amacı için en uygun biyomürekkebin seçilmesi esastır.
Nature Biotechnology’de yayımlanan bir araştırmaya göre (2016), canlı hücrelerden 3D yazıcı ile kulak üretildi.
2016 ağustosunda BBC internet yayınında duyurulan bir habere göre Fransız kozmetik firması L’Oreal, Organovo adlı biyomühendislik kuruluşunu yanına alarak 3D biyoyazıcıyla insan cildi üretmek üzere bir araya geliyor. Firma, basılı cildi ürün testlerinde kullanacağını bildirdi. Organovo, daha önce (2015) insan karaciğeri için 3D baskı yapabileceği iddialarıyla zaten adını duyurmuştu ancak bu durum kozmetik endüstrisi ile ilk bağlantısını oluşturuyor. L’Oreal şu anda plastik cerrahi hastaları tarafından bağışlanan dokulardan her yaşa ve etnik kökene göre cilt numuneleri üretiyor.
Diğer yandan, organ nakli bekleyen hastalar için 3D biyoyazıcı teknolojisi kolay ulaşılması ve maliyetinin düşük olması sebebiyle büyük önem taşıyor. Günümüzde bilim insanları minicik doku ve organ örneklerini 3D biyoyazıcılarda başarıyla üreterek bunların canlılığını korumayı başardılar. Üretilen bu dokuların ve minyatür organların kısa vadede ilaç denemelerinde, doku mühendisliğinde, toksikolojide ve tedaviye yönelik yenileyici tıp çalışmalarında kullanılması planlanıyor.
Üretimin Canlılığının Korunması
Bioyazıcılarla doku üretiminde karşılaşılan ve organ üretilmeye başlanmadan önce aşılması gereken en büyük engellerden biri üretilen dokunun canlılığını koruyabilmesiydi.
Canlı bir dokunun yaşamını sürdürebilmesi için dokunun besin ve oksijen iletimini ve atıkların uzaklaştırılması işlemini kendi kendine gerçekleştirmesi gerekiyor. Bu da ancak dokunun damarlaşması yani kan damarlarının oluşması ile mümkün olur. Son zamanlarda yapılan araştırmalarda, 3D biyoyazıcılarda kan damarlarına sahip dokular da üretildi. Kan damarlarının üretiminde endotel, düz kas ve bağ dokusu hücreleri kullanıldı. Şimdilerde ise uzmanlar biyoyazıcılarda üretilen damarlı kas dokularını yapay olarak sürekli çalıştıracak ve güçlendirecek küçük cihazlar geliştirmeye çalışıyor. Bu cihazlar biyoyazıcıda üretilen kas dokusunun hastaya nakledilene kadar işlevini korumasına yardımcı olacak.
Doğrudan Hasarlı Organ Üzerinde Üretme
Bazı biyoyazıcılar ise hücreleri doğrudan hastanın hasar görmüş dokuları üzerine uygulayacak şekilde geliştiriliyor. Örneğin biyoyazıcı kafasındaki kartuşlara yerleştirilen deri hücreleri yanma veya yaralanma sonucu tahrip olmuş cilt yüzeyine doğrudan püskürtülebilecek. Kim bilir belki de önümüzdeki yıl içinde ameliyatlarda kullanılan robotik kolların ucuna yerleştirilecek. Yüksek teknoloji ürünü biyoyazıcı kafaları, hastanın vücudundaki hasarlı veya kanserli dokunun uzaklaştırılmasının ardından, sağlıklı hücreleri hedeflenen bölgeye doğrudan püskürterek dokunun hızlı bir şekilde iyileşmesini sağlayacak.
Biyoyazdırma Süreci Başlıca Şu Adımları İçerir:
Biyobaskı: Genellikle hücreler, biyolojik materyaller ve biyobozunur polimerlerden oluşan bir mürekkep kullanılarak gerçekleştirilir. 3D yazıcı, bu mürekkebi belirli bir desene göre tabakalar hâlinde birleştirerek istenen organın veya dokunun yapısını oluşturur. Hücreler ve biyolojik materyaller, yazıcı tarafından oluşturulan iskelet yapısı üzerine yerleştirilir ve doku oluşturma süreci başlar. Bu süreçte, hücrelerin birleşmesi, büyümesi ve fonksiyonlarını gerçekleştirmesi için uygun bir ortam sağlanır
Hücre Seçimi: İlgili organ veya doku için uygun hücreler seçilir. Bu hücreler, hastadan alınan örneklerden veya laboratuvar ortamında üretilen hücre hatlarından elde edilebilir.
Biyolojik Mürekkep Hazırlama: Hücrelerin bir arada tutulmasını sağlayacak biyolojik materyaller ve biyobozunur polimerler bir araya getirilir. Bu mürekkep, 3D yazıcı tarafından kullanılarak tabakalar hâlinde bir yapı oluşturmak için kullanılır.
Biyobaskı: 3D yazıcı, belirli bir desene göre biyolojik mürekkebi tabakalar hâlinde birleştirir. Yazıcı; katmanlar arasında uygun sıcaklık, nem ve pH gibi ortam koşullarını sağlamak için kontrol edilir. Hücrelerin ve biyolojik materyallerin doğru konumda yerleştirilmesi, dokunun yapısını oluşturur.
Doku Oluşumu: Biyobaskı işleminden sonra, hücreler birbirleriyle etkileşime girer, büyür ve doku oluşturma süreci başlar. Bu süreçte, hücrelerin diferansiyasyonu (farklılaşması) gerçekleşerek spesifik hücre tiplerini oluştururlar ve dokunun yapısı gelişir.
O Kadar Da Kolay Değil
Ancak şu anki teknolojik gelişmelere rağmen tamamen işlevsel ve karmaşık bir insan organının 3D yazıcılarla üretilmesi hâlâ büyük zorluklarla karşı karşıyadır. İnsan organları oldukça karmaşık yapılardır ve biyobaskı süreci, bu karmaşıklığı tamamen taklit etmek için yeterli değildir. Organlarımızın işlevini yerine getirmesi için doğru hücre tiplerinin, yapıların ve doku örgüsünün bir araya gelmesi gerekmektedir. Ayrıca, biyobaskı organların kan damarları ve sinir ağları gibi hayati yapıları içermesi gerekmektedir. Bu tür zorluklar, organların tam işlevselliğini sağlama ve büyük ölçekli organ replasmanlarını gerçekleştirme konusunda önemli engeller teşkil etmektedir.
Ancak biyobaskı teknolojisi hızla ilerlemekte ve gelecekte organ üretimi konusunda büyük potansiyele sahip olabilir. Bu alanda yapılan araştırmalar ve geliştirmeler, daha karmaşık organlar üretme, organ nakli bekleyen hastaların yaşamını kurtarma ve ilaç testleri için insan benzeri organ modelleri geliştirme gibi çeşitli uygulamaların mümkün olabileceğini göstermektedir. 3D biyobaskı organ nakli alanında büyük bir devrim potansiyeli taşıyor, ancak hala daha fazla araştırma ve geliştirme çalışmalarının yapılması gerekmektedir.
Dünya genelinde binlerce organ nakli gerçekleşmesine rağmen gerçekleşen bu bağışlar günden güne artmaya devam organ nakli ihtiyacını gidermek için yeterli olmuyor. Canlı ve ölmüş donörler organ nakli bekleyen insanlar için tek kaynak (4).
Basit bir anlatımla Biyo 3D baskı, temelde doku mühendisliği için üç boyutlu yapılar oluşturmak için katmanlı imalat tekniklerinin uygulanmasıdır. Organik yapıların tasarlanmasından materyalin olgunlaşma olarak bilinen post-simülasyonuna kadar yüksek derecede karmaşıklığa sahip çoklu süreçleri içerir.
Biyo 3D yazıcılar, hücre gibi biyomalzemelerin doğal dokuları taklit edebilecek şekilde bir araya getirmek üzerine çalışan bir üç boyutlu yazıcı türüdür.
Biyobaskı Üretim Örnekleri
Böbreğin en küçük yapı taşlarından olan nefronlar, kanın süzülmesinden sorumludur. 2016’da Harvard Üniversitesindeki Lewis Laboratuvarı‘ndan bilim adamları, proksimal tübüller adı verilen nefronun küçük bölümlerinin oluşturulmasına izin veren yeni bir biyobaskı yöntemi geliştirdiler.
Daha sonra 2019 yılında hızlı bir şekilde ilerleyen Amerikan biyobaskı şirketi Organovo, kendi Biyo 3D baskı platformu Organovo NovoGen aracılığıyla böbrek organoidlerinin başarılı otomatik üretimini duyurdu. Bunlar, nispeten hızlı bir şekilde çok sayıda üretilebilen, kendi kendini düzenleyen kök hücre temelli yapılardı.
3D baskı böbrek için de çalışmalar yapan Organovo karaciğer dokusu yamalarını Biyo 3D baskı olarak üretmeyi de başardı ve bir adım daha ileri giderek 2018’de Biyo 3D baskı olarak üretebildiği karaciğer dokularını canlı farelere yerleştirerek deneyler yaptı. İmplantasyondan bir ay sonra doğrulanan doku tutulması ve işlevsellik ile sonuçlar çok olumluydu. Bu testten sonra 2020’de insanlar üzerinde test edilmesi için kısmi karaciğer nakli hedefleniyordu, ancak henüz gerçekleşmedi.
São Paulo Üniversitesinden Brezilyalı araştırmacılar ise 2019’un sonlarında “minyatür karaciğerlerin” başarılı bir şekilde Biyo 3D baskısını alabildiklerini bildirdiler. Bu organoid yapılar insan kan hücrelerinden geliyordu ve protein üretme, vitamin depolama ve hatta safra salgılama gibi karaciğer normal işlevlerini yerine getirebiliyorlardı. Araştırmacılara göre tüm Biyo 3D baskı süreci hastanın kanının alınmasından mini karaciğerlerin son olgunlaşmasına kadar yaklaşık 90 gün sürdü.
Nakli dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için doku mühendisliği üzerine odaklanan The Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM), 2018’de bir WFRIM araştırma grubu, fare hücrelerini kullanarak 3D biyobaskılı fonksiyonel kalp dokusuna ulaştığını duyurdu.
2019’da Tel Aviv Üniversitesi Moleküler Hücre Biyolojisi ve Biyoteknoloji Okulundan araştırmacıların ilk kez tamamen vaskülarize edilmiş 3D baskılı mini insan kalbini üretmesi dünyada büyük ses getirdi. Bu biyobaskılı organ, bir hastadan ve taşıyıcı jellerden alınan insan hücrelerinden yapılmıştı. Tel Aviv Üniversitesinin ekibi şu anda kalp hücrelerini olgunlaştırmak ve onları tamamen işlevsel hâle getirmek için çalışıyor.
Chicago merkezli Biolife4D şirketi de 2019’da benzer bir atılım gerçekleştirerek kendi Biyo 3D baskılı kalbini duyurdu. Bu kalp Tel Aviv Üniversitesinde üretilen kalbe göre boyut olarak daha büyük ve işlevsel olarak daha gelişmiş.
Son birkaç yıldaki pek çok önemli atılımla uzmanlar, nakil için hazır biyobaskılı bir kalbin on yıl içinde mevcut olabileceğini tahmin ediyor.
Dünya çapında milyonlarca insan, genellikle kornea nakli gerektiren hastalık veya yara izi nedeniyle kornea körlüğünden mustariptir.
2018’de Newcastle Üniversitesindeki bilim adamları, ilk kez bir insan korneasını 3 boyutlu olarak yazdırmayı başardılar. Kök hücreleri aljinat ve kollajen ile birleştirerek 10 dakikadan daha kısa bir sürede korneanın şeklini oluşturmak için daireler hâlinde ekstrüde edilebilen benzersiz bir biyobağlantı oluşturuldu.
Newcastle Üniversitesi projesi bir kavram kanıtı projesi olsa da Türkiye’den Marmara Üniversitesinden bir araştırma ekibi aslında bir tanesini potansiyel olarak transplantasyona uygun hâle getirdi. Kornea Stromal Nakli İçin 3D Baskılı Yapay Kornea başlıklı makale Haziran 2020’de yayınlandı ve çok umut vadediyor.
Bu makalede yer alan çalışmada incelen baskı yönteminde baskı işlemi, PVA bazlı malzemenin FDM benzeri bir 3D biyoyazıcı tarafından biriktirildiği bir alüminyum kalıba dayanıyor. Çalışmanın sonucunda bioink materyali, ön testlerde büyük biyouyumluluk gösterdi ve korneaların optik performansı özel elektron mikroskobu ve UV spektrofotometresi ile doğrulandı.
Bununla birlikte karmaşık yapılar oluşturmak, 3D baskının benzersiz yeteneklerinden biridir. 2016 yılında, WFIRM araştırmacıları, 3D baskılı canlı kulak ve kas yapılarının hayvanlara başarıyla yerleştirildiğini bildirdi. Bu tür parçalar, biyobaskı sürecini basitleştirerek kimyasal etkileşim yerine çoğunlukla yapısal bileşenler olarak işlev görür.
2019’da hızlı bir şekilde, Avustralya’daki Wollongong Üniversitesinden bir ekip, profesör Payal Mukherjee ile birlikte rekonstrüktif cerrahi için insan kulağı üretebilen bir 3D biyoyazıcı geliştirdi. “3D Alek” yazıcı, insan kıkırdak malzemesini kullanıyor ve şu anda Sidney’deki Royal Prince Alfred Hastanesinde kuruldu. Amaç, kıkırdak materyali büyütmek için hastaya özel biyoink materyalinin geliştirilmesini hızlandırmaktır.
Chicago’da Northwestern Üniversitesindeki araştırmacılar, çocuk sahibi olabilmeleri için kadınlara nakledilebilecek yapay bir yumurtalık geliştirmeye tamamen kararlılar. 2017 yılında Monica Laronda liderliğindeki bir ekip, kısır farelerin doğum yapmasına izin veren biyobaskı tekniklerini kullandı.
Ekip, yumurtalık mimarisinin tamamını kopyalamak yerine, daha sonra farelere yerleştirilen ve zamanla büyümesine izin verilen farklı 3D baskılı iskele yapıları geliştirdi. Bazı yapıların oldukça verimli olduğu kanıtlandı: Yapay yumurtalıklarla çiftleşen yedi fareden üçü sonunda tipik yetişkin fareler olmaya devam eden sağlıklı yavrular doğurdu.
2020’de Northwestern Üniversitesinden aynı ekip, insanlarda bulunan hemen hemen aynı tür proteinlere sahip olan domuz yumurtalıklarından elde edilen yapısal proteinleri tanımladı. Laronda’ya göre amaç, bu proteinleri potansiyel yumurta ve hormon üreten hücrelerden oluşan bir bankayı destekleyebilen biyolojik bir 3D baskılı yapı iskelesi tasarlamak için kullanmak.
Ne yazık ki bu teknik yalnızca nispeten küçük hasarlı alanlar için uygundur, bu nedenle cilt biyobaskı konusunda çok fazla gelişme ve ilgi vardır. Buradaki fikir, hastanın kendi hücrelerinden yapılmış deri yamaları üretmek ve böylece alıcıyla %100 uyumlu bir greft kaynağı sağlamaktır.
2019’da, New York’taki Rensselaer Polytechnic Institute’taki araştırmacılar, kan damarlarıyla “canlı” deri yamalarını 3D yazdırmayı başardılar. Şimdiye kadar biyobaskılı her cilt vasküler fonksiyondan yoksun olduğu için bu kritik bir kilometre taşıdır. Bir sonraki adım, mikroskobik düzeyde, kan damarlarını banttan hastanın kendi cildine entegre etmenin bir yolunu geliştirmektir.
Başka bir cephede, Avustralyalı start-up Inventia Life Science , cildin doğrudan bir hastanın yarasına 3 boyutlu olarak basılabileceği bir cihaz üzerinde çalışıyor. Deri hücreleri, mürekkep püskürtmeli baskı ile aynı prensip kullanılarak küçük damlacıklar hâlinde biriktirilecektir. Inventia, biyoteknoloji endüstrisinde tanınmış bir oyuncudur ve son zamanlarda 2020’de 3D baskılı cilt projesi için büyük bir yatırım almıştır.
3D baskılı ortez alanı çok geniştir ve belki de metal 3D baskının en popüler “gerçek hayat” uygulamalarından biridir. 2018’de 100.000’den fazla kalça kepçesi implantı sadece üretilmekle kalmadı, aynı zamanda gerçek hastalara da implante edildi. Delta-TT çanak, bir eklemeli üretim tekniği olan elektron ışını eritme (EBM) yoluyla titanyum alaşımlarında üretildi.
Kemik biyobaskı için ise işler biraz daha yavaştır. Geleneksel biyobaskı teknikleri insan hücrelerini ham madde olarak kullanırken kemik biyobaskı genellikle vücudun sonunda kemik inşa edeceği iskele yapıları oluşturmayı içerir. İngiltere’deki East Anglia Üniversitesinden bilim adamlarının 2019’da Hayvan Sağlığı Vakfı ile iş birliği içinde yaptığı şey buydu. Ancak bu iskele projesi için çalışmanın konuları yaşayan atlardı.
Bu yıl, Hollanda’daki Delft Teknoloji Üniversitesi Biyomekanik Mühendisliği Bölümü’nden araştırmacılar, biyolojik olarak parçalanabilir saf magnezyum ile iskele 3D baskıda değerli bulgular gösterdi. Bu malzeme, doğal kemiğe benzer mekanik özellikleri paylaştığı ve aynı zamanda oluşumunu uyardığı için kemik iskelesi için idealdir.
Üç Boyutlu Yazıcılarla İnsan Organları Oluşturma Arayışı Devam Ediyor
İsveçli Cellink adlı bir üç boyutlu yazıcı firmasının Yönetim Kurulu Başkanı Erik Gatenholm, bir üç boyutlu yazıcının düğmesine bastığında gerçek bir insan burnu ortaya çıkartmak istiyor.
Bu son teknoloji ürünler, bir dikiş makinesi nasıl bir kumaşın üzerine nakış yapıyorsa 30 dakikalık bir işlem sonunda biyolojik mürekkeplerle insan bedeninin parçalarını yapabilecekler.
Bu biyoyazıcıların yaptıkları bir bilim kurgu hikayesi gibi
Organ Naklinde Çığır Sürüyor
Harvard Üniversitesinde görevli Dr. Utkan Demirci, 3D biyoyazıcı ile insan embriyonik kök hücrelerini içeren damlacıklı baskı yaptı.
Kullandıkları yöntemler baskı sırasında damlacık boyutu ve hücre sayısını kontrol edilebildiklerini belirten Doç. Dr. Demirci bu çalışma sayesinde kök hücre üretimi ile organ naklinde karşılaşılan sorunların tedavisinde çığır açacağını söyledi.
“3D yazıcı ile hücreleri damlacık olarak basmak mümkün oluyor. Bu damlacıkları astığınızda buna sözde ‘asılı damla yöntemi’ deniyor. Ardından hücreler birbiriyle birleşmeye ve bölünmeye başlıyor ve 3D (3 boyutlu) kümeyi oluşturuyorlar. 3D ismi de buradan geliyor. Daha önce biyobaskı alanında tanıttığımız bu gelişmiş teknikle biyonik kök hücreler yapmıştık. İnsan embriyonik kök hücrelerini içeren bu damlacıklı baskıda, damlacıkların boyutları ve bu damlacıklara gidecek olan hücrelerin sayıları kontrol edilebiliyor, yüzeye gerçekten iyi kontrol edilen hücreler basılıyor. Sizin hücrelerin sayılarını ve boyutlarını kontrol edebilmeniz, tekrar edilebilen embriyonik kök hücre birleşmesi yaratmanıza olanak sağlıyor. Bu otomatikleştirilmiş sistem sayesinde 3 boyutlu yapılar elde ediliyor ve bu görüntülerin üst üste aynı boyut ve hacimde tekrarı yapılabiliyor. Bu nokta önemli çünkü eğer bilimsel bir cevap arıyorsanız kontrollü olmak önemlidir, böylece deneylerimiz, boyut ya da insan faktörleri tarafından etkilenmeyecek.” (7)
Bir Araştırma Sonucu Daha…
Tel Aviv Üniversitesinde yürütülen projenin başkanı Doktor Tal Dvir üretilen kalbin hücre, kan damarları ve karıncıklarına sahip bütün bir organ olduğuna dikkat çekti. 3D yazıcıyla üretilen bu yapay organ, ortalama bir tavşanın kalbine (yaklaşık 2.5 cm) yakın büyüklüğe sahip. Tıp dergisi Advanced Science’da ayrıntıları paylaşılan buluşla ilgili verilen bilgiye göre yapay organ gerçek kalpler gibi kasılıp genişleyebiliyor. Ancak yaklaşık 3 saatlik bir sürede 3D yazıcıdan elde edilebilen yapay kalp şimdilik kan pompalayamıyor, araştırmacılar bunun için çalışmalara devam ediyor.
Yapay kalbin, hastaların yağlı dokularından alınan biyolojik materyaller kullanılarak üretilmesi, hastanın bağışıklık sistemine uyum sağlaması açısından büyük önem taşıyor. 3D yazıcıdan çıkan yapay kalbi, bir yıl içinde hayvanlara nakletmek istediklerini belirten Dvir, “Belki 10 yıl içinde dünyadaki pek çok hastanede organ yazıcıları olacak ve bu tarz prosedürler bir rutin hâline gelecek,” dedi.
Bilim insanları, teknolojinin tüm imkânlarını kullanarak yapay organ ve doku üretmenin sağlıklı, etkin ve ucuz yollarını arıyor. Bir süredir üç boyutlu yazıcılarla organ üretiliyor. Ancak yazıcıda basılan organları vücutla uyumlu bir biçimde çalıştırabilmek için bu organları bedene entegre edecek damar yapılarına ihtiyaç var (8).
3D Biyobaskı Organ Üretiminde Etik Kaygılar
İslâm dini, insan ve toplum yararına olan her türlü çalışmayı teşvik eder. Çünkü bu yönde yapılacak bilimsel araştırmalar, sünnetullahın hakikatinin anlaşılması anlamına gelmektedir. Fakat İslâm; bu çalışmaların dinî, hukuki ve ahlâkî değerlerle çelişmesini asla tasvip etmez.
Ayrıca bu araştırmaların insan neslini ve doğanın dengesini bozacak şekilde yapılmaması gerekir.
Kur’an’ın ifadesiyle Yüce Allâh insanı, en güzel bir şekilde yaratıp halife olarak yeryüzüne göndermiştir. Bunun neticesinde de gökte ve yerdeki her şeyi onun emrine vererek bunları yönetme, bunlardan yararlanma imkânını bahşetmiş ve ona yeryüzünü imar etme görevini yüklemiştir.
Bu ölçü ve düzenin korunması da bir görev olarak insana yüklenmiştir. Nitekim Kur’an’da, “O (Allah) göğü yükseltti ve dengeyi koydu. Sakın dengeyi bozmayın” buyurulmaktadır. Buna göre yeryüzü, insanın elinde bir emanet olup bu emanetin, Allah’ın yarattığı doğal denge içerisinde korunması, geliştirilmesi gerekir.
Allah’ın ikram ettiği nimetlerden, dengeyi bozmayacak şekilde, O’nun koyduğu ölçüler çerçevesinde yararlanılmalıdır (9).
3D Organ Üretiminin Kur’an’daki Yeri
“Kim cinayet suçu işlememiş veya yeryüzünde fesat çıkarmamış bir kişiyi öldürürse bütün insanlığı öldürmüş gibi olur. Dahası kim de bir hayat kurtarırsa bütün insanlığı kurtarmış gibi olur.” (Maide 5/32)
3D Organ Üretiminin Haram Olduğuna Dair İslam’da Bir Delil Var Mı?
İslam’da ana kaide, her şeyin helal olduğudur. Bir şeyin helalliğine dair delil aranmaz. Haramlığına dair delil aranır. Haramlığına dair delil yoksa o helal sayılır.
Mesela kalp kapakçığı insana en uygun hangi canlıda ise onu taktırın. Yine Kur’an’da 4 şey yenmez: domuz, leş, kan, başka tanrılara adanmış kurban. Ama zaruret hâlinde onlar da yenir ve kullanılır. Domuz kalp kapakçığında zaruret hâsıl olmuşsa dara düşmüşsen taktırabilirsin.
Rahman olan Allah organ üretiminde “Kulum merhamet etti,” der, başka bir şey der mi? Organ üretiminin öncülüğünü yapmak en büyük sevaptır. Allah’ın razı olduğu ameldir. Bu tam bir salih ameldir.
Hayatın Temeline Kur’an’ı Koyun
Ne yapıyorsanız yapın, önce Kur’an’la inşa olun. Kur’an altyapıdır, temeldir, esastır, anadır, genotiptir. Aklınızı Kur’an’la inşa edin, sonra ne yaparsanız yapın.
Sorularınızı Kur’an’a arz edin ve cevabı Kur’an’da arayın, Kur’an’da yeri var mı diye sorun. Göreceksiniz her şey çok kolay hâlledilecektir.
KAYNAKLAR:
1. TAŞTEKİN AKSU, Doç. Dr. Funda. 3D (Üç Boyutlu) Yazıcılar ve Geleceğimiz (Doku ve organ üretimi ile gelecekte sonsuz yaşam mümkün olabilir mi?)
4. DAĞ, Ebru. 3 Kasım 2020.
https://3d3teknoloji.com/blog/3d-baski-organ-en-umut-verici-projeler/
6. GATENHOLM, Erik. Firma Cellink. İsveç
https://www.bbc.com/turkce/haberler-dunya-42015106
7. DEMİRCİ, Utkan. Harvard Üniversitesi.
https://www.ntv.com.tr/saglik/3d-biyo-yazici-ile-kok-hucre-uretimi,CYkW4pklsUu8NKhOfEroGw
8. DVİR, Dr. Tal. Tel Aviv Üniversitesi
https://www.gzt.com/z-raporu/3-boyutlu-biyoyaziciyla-organ-uretildi-3614622
98. Sayı (2024)
