Günümüzde İmplant Uygulamaları

GÜNÜMÜZDE İMPLANT UYGULAMALARI

Kainattaki en kompleks ve mükemmel varlık olan insanın vücudu bilhassa günümüzde her bakımdan inceleme mevzuudur. Bu sanat harikası vücut, zamanla ve birtakım hadiselerin tesiriyle kısmen vazife yapamaz hale gelebilir. İnsan, sahip olduklarının kıymetini onu kaybedince daha iyi anlayabiliyor. Her ne kadar aslı kadar mükemmel olmasa da suni bir uzuv, insana daha rahat yaşama, daha huzurlu ibadet etme imkânı sağlayabilir.

Sadece kimyevi ve biyolojik yapı olarak değil her yönüyle en mükemmel bir yapıya sahip olan insan vücudu üzerinde tıp ve mühendislik gibi ilim dalları çeşitli incelemeler yapmaktadır. Bozulan kas ve elektriki aktiviteleri dengelemeye yönelik uygulamalarla, doku yenilemeye ait faaliyetler bu incelemelerden sadece birkaçıdır.

20. yüzyılın son çeyreğinde pek çok tıbbi başarı gerçekleştirilmiştir. Çoğu zaman bu başarıların insanoğlunun başını döndürmesi ve elde edilen başarılar sonucu suni insan yapma hedeflerine doğru bir adım daha atıldığının sanılmasının ne kadar abes olduğunu bu yazıda bir nebze olsun göstermeye çalışacağız.

Bu başarıların içinde insan vücuduna takılan suni uzuvlar önemli yer tutmaktadır.

Suni kalp kapakçıkları, diş protezleri, kalça protezleri, takma el ve ayak ve lensler bunlardan bazılarıdır. Ayrıca kırılan kemiklerin yeniden kaynaması, doku tamiri, ortopedik sistemler gibi organ fonksiyonlarının yeniden kazandırılması, gerçekleştirilen uygulamalara tipik örneklerdir.

Bu uygulamalara genel olarak implant uygulamaları, bunun için kullanılan malzemelere de implant malzemeler adı verilmektedir. Batıda bu uygulamalar için çok büyük maddi kaynaklar ayrılmaktadır. Bunun neticesinde ayrı bir ilim dalı olan “biomedikal mühendislik” ortaya çıkmıştır. Bu dal aslında tıp, biyoloji ve mühendisliğin birleşmesinden ibarettir. Bu sahaya en büyük yardımcı, aynı ihtiyaçlardan doğan ve malzeme mühendisliğinin bir alt grubu olan “bio malzeme” dalı gün geçtikçe revaç bulmaktadır. Bu sahalarda çalışan ilim adamları, insanı daha sağlıklı yaşatabilmenin yollarını araştırmaktadırlar.

Günümüzde 40 yaşın üzerindeki insanların yarısında çeşitli kemik rahatsızlıkları görülmekte ve buna çare olarak dünyada yılda yaklaşık 500 bin kalça kemiği eklemi ve 400 bin diz kapağı eklemi değişikliği gerçekleştirilmektedir. Bu sayıya gençlerin spor faaliyetleri esnasındaki lif kopmaları ve kırıklar gibi kazalar da eklendiğinde meselenin ehemmiyeti daha iyi anlaşılır.

Bu uygulamaların başarıya ulaşabilmesi için en önemli faktör, uygun malzeme seçimidir. Bunun yanında, dışardan takılacak parça ile hasta arasındaki münasebet ve malzemenin tabiatındaki özellikler de azami başarının anahtarıdır.

MALZEME ÖZELLİKLERİ

İmplant uygulaması yapılacak yerin özelliklerinin başlangıçta bilinmesi başarı nisbetini artırır. Yüce Yaratıcı her mahluğa ayrı hususiyetler ihtiva eden, dış tehlikelere karşı müdafaa mekanizmaları bahşetmiştir. İnsan dokularında bu mekanizma şöyledir: İnsan vücuduna sonradan yerleştirilen suni organların malzemeleri yabancı cisim olarak algılanırlar. İnsan vücudu buna karşı bir savunma mekanizması ile cevap verir. Bu cevap, yabancı cisim küçükse onu çevirme ve hapsetme şeklinde, daha ileri safhada ise aşınmaya uğratıp yok etme tarzındadır. Bunlarda başarılı olunmazsa bu defa suni organ etrafında “yabancı cisim granülasyon dokusu” adı verilen bir doku geliştirilir.

Malzeme seçiminde mekanik özellikler çok önemlidir. Protez malzemelerinin yorulma mukavemetinin yüksek olması gerekir. Yatak satıhlarının fevkalade düşük aşınma ve sürtünme katsayılarına sahip olması elzemdir. Aşınma sonucu gevşeyen implant organın dengesi, dolayısı ile vücut dengesi bozulur. Bu da başka arızalara yol açar.

Vücudumuzdaki eklemlerimiz mekanik olarak incelendiğinde, eklem yuvası ve eklem sıvısı yani komple olarak eklemin, özellikleri bakımından taklidi mümkün olmayan bir yapıya sahip olduğu görülecektir. Kemiğin yapısına bakıldığında esnekliğinin yanında mukavemetinin ağırlığına nisbetinin metallere göre çok yüksek olduğu görülür. Genelde metaller yüksek sertlik ve mukavemete sahip olduklarından kırık kemiklerin birleştirilmesinde kullanılmaktadır. Fakat iyileşme sonrası, kemik esnek bir yapıya sahip olduğundan ona esnek olmayan bir şekilde bağlı olan ve kemik kadar esnek olmayan metal, problem doğurur. Ayrıca metalin vücutta çözünmesi mümkün olmadığından ikinci bir operasyonla çıkarılması gerekir ki, bunu ne doktor ne de hasta arzu eder. Eğer kırık iyileştikten sonra metal implantın çıkarılması gecikecek olursa bu malzemelerin tamamen kemik dokusu ile kaplandığı, yer yer kemik dokusu ile kaplanamayan bölgelerin yumuşak bir doku ile sarıldığı gözlenir. Bu sebeple kırık iyileştirmelerinde vücutta çözünebilen biyopolimerler ve kompozitler (terkip) üzerinde çalışmalar yoğunlaşmıştır. Ayrıca kemik ile aynı elastik özelliklere sahip fiber takviyeli karbon-epoxy, karbonPEEK (polietheretherketonc) gibi kompozit malzemeler üzerinde çalışmalar sürdürülmektedir.

Günümüzdeki suni organ takma ameliyatlarında en çok tartışılan husus, arada herhangi bir ek bağlayıcı madde olmadan suni organın nasıl takılabileceğidir. Problem, lifli kemik dokusunun tabii reaksiyonlara uyum gösterip göstermemesidir. Bu sebeple üç ayrı metot ve malzeme grubu üzerinde araştırmalar yapılmaktadır.

a) Kimyevi soyluk derecesi çok fazla olan malzemelerin (Titanyum ve alaşımları gibi) kullanımıdır. Soy malzeme, iltihaplanmayı en az tahrik eder ve yumuşak lifli dokuların tamirini kolaylaştırır. Soy metallerden başka Al₂O₃ (alumina) gibi soy seramikler de kullanılabilir.

b) Çok soy olan malzemeler üzerinde malzemeler üzerinde yaklaşık 0,150 mm’lik gözenekler ve bu gözeneklerin kendi aralarında bağlar oluşturulur. Dolayısı ile her yöne doğru büyümeye müsait kemik dokuları bu boşluklara doğru büyür ve bağlantı sağlanır. Bu gözenekli satıhlar oluşturmak için çok değişik teknikler mevcuttur. Sinterleme (toz metallerin preslenip sıcakta pişirilmesi) ve plazma (iyon püskürtme) teknikleri mühendisliğin bu uygulamalara sağladığı imkânlardan bazılarıdır. Burada endişe edilen husus, gözeneklerin aşınmaya uğraması ve kemik büyümesinin durmasıdır.

c) Soy metallerden farklı bir şekilde doku reaksiyonlarını kontrol eden malzemelerin kullanılmasıdır. Bunlar biyoaktif malzemeler olup, yumuşak dokudan ziyade sert kemik dokusunun oluşumunu teşvik etmesi istenir. Bu özelliğe sahip malzemeler henüz fazla değildir. Hidroxyapatite, kemiğin mineral yapısına çok benzemekte ve sentetik olarak üretilebilmektedir.

Metal alaşımlarının izafi olarak her birinin kendine ait özelliklerini dikkate alan pek çok tartışma mevcuttur. Hepsinin ayrı ayrı avantaj ve dezavantajları vardır. Paslanmaz çeliklerin aşınmaya dayanıklığının diğer biyomalzemelerden daha düşük olması sebebiyle kullanımı azalmaktadır. Genelde kobalt esaslı, dövme veya sinterlenmiş kobalt-krom-nikel-demir alaşımları, mekanik özellikleri ve bilhassa aşınma dayanıklığının iyi olması sebebiyle eklem protezlerinde yaygın bir şekilde kullanım alanı bulur.

Aşınmaya karşı dayanıklılığı, biyodenge ve yorulmama iyiliği nedeniyle titanyum- aluminyümvanadyum alaşımları yaygın olarak kullanılır. Vanadyum’un toksik etkisi sebebiyle ona alternatif olarak titanyum-aluminyum-niobyum alaşımları geliştirilmiştir. Şu bir gerçek ki, Cenab-ı Allah’ın çekirdekler halinde sarıp sarmalayıp kâinata ektiği ilmi hakikatler anlaşıldıkça ve bu sahada zirvelere doğru tepeler aşılıp yollar geçildikçe, bize verilen vücut emanetinin belli arızaları yapılan müdahalelerle giderilerek, yeniden ideal haline yakın bir duruma getirilebilecektir. Bazıları, insanın yaratılışına bakmadan yaptıkları ile kibirlense bile, akl-ı selim sahipleri başarabildiklerini, çalışmalarına karşı bir lütuf bilecek, Yüce Yaratıcı’ya şükran ve minnet hisleriyle yükselecektir.

Mak. Yük. Müh. Mustafa YILMAZ

KAYNAKLAR:

1- D. F. Williams. Metals and Materials, Jan. 1991 “Metals for Surgical Implants’.

2- J. Vincent ‘Learning from Nature’ Metals and Materials June 1991

3- W, Bonfield “The University of London IPO in Biomedical Engineering Materials”, Metals and Materials, Dec. 1991