Syracuse Üniversitesi, Mühendislik ve Bilgisayar Bilimleri Fakültesi’ndeki araştırmacılar, sağlık bakımı için önemli etkileri olabilecek yeni bir şekil hafızalı polimer (SMP) materyal geliştirdiler.
SMP’ler; sıcaklık değişiklikleri veya ışığa maruz kalma gibi dış uyaranlara cevap olarak şekil değiştirebilen yumuşak, lastik benzeri, “akıllı” malzemelerdir. Her şekli sonsuza kadar muhafaza edebilir ve harekete geçirildiğinde tekrar dönüşebilir.
SMP’ler potansiyel olarak birçok biyomedikal uygulamaya sahiptir. Örneğin, kardiyovasküler stentler olarak idealdirler. Çünkü cerrahi yerleştirme için tek bir şekile sahiptirler ve kan damarı içine yerleştirildiklerinde başka bir şekile dönüşebilirler. Şekil değişimini tetiklemek için hastanın vücudunun sıcaklığı yeterlidir.
Syracuse Üniversitesi araştırmacıları, Bucknell Üniversitesi’ndeki meslektaşları ile birlikte; enzimlere maruz kalmaya yanıt olarak, şeklini değiştirebilen ve canlı hücrelerle uyumlu bir SMP tasarlamıştır. Sıcaklığın değişmesi gibi ek bir tetikleyici gerektirmez. Bu özellikler göz önüne alındığında; iyileşme gibi hücresel aktiviteye cevap verebilir.
Biyomedikal Mühendisliği Doktora Adayı Shelby L. Buffington: “Malzemenin enzimatik hassasiyeti, hücre davranışına doğrudan tepki vermesini sağlar. Örneğin, malzemeyi bir yaranın üzerine yerleştirebilirsiniz ve doku yeniden şekillenirken ve bozulurken; SMP yarayı yavaşça kapatır. Malzemenin kimyasını ayarlayarak, enfeksiyon ve kanser tedavisine uyarlanabilir.”
Ekip, çift elektrospinleme adı verilen bir işlem kullanarak; iki ayrı polimer çözeltisini pompalayan iki iğne ucuna yüksek gerilimli bir akım uygulayarak materyali oluşturmuştur. Gerilim, polimer liflerini çeker ve bunlar bir fiber polimer mat içine karışır. Doğru elyaf kombinasyonu, malzemenin şekil hafızası özelliklerini düzenler.
Araştırmacılar; malzemenin özelliklerini, hafıza performansını ve sito-uyumluluğunu analiz etmişlerdir. Çalışmaları; SMP’nin orijinal şeklinin, şekil sabitleme aşamasının bir derece tersine çevrilmesi veya bozulması yoluyla geri kazanılabileceğini göstermiştir.
Şimdi araştırma ekibi, SMP’leri kanser ve makrofaj hücre kültürlerinde incelemektedir. Ek araştırmalar yaparak, aşırı hücresel aktivitenin daha az olduğu, düşük konsantrasyonlarda enzim kullanarak materyalleri için pratik kullanımları ortaya çıkaracaklarını umuyorlar.
Profesör James H. Henderson: “Geliştirmekte olduğumuz malzemelerin sağlık hizmetlerinde geniş bir kullanıma sahip olacağını tahmin ediyoruz. Örneğin; SMP’lerimiz hedef hücreler veya organlarda istenen fizyolojik durumları aktive eden ilaçların dışında; kılavuz doku yenilenmesi davranışına yanıt olarak, doku rejenerasyonunu yönlendiren yapı iskelelerinde ve hasta tedavisini daha etkili bir şekilde yönlendiren karar verme biyosensörlerinde etkili bir şekilde kullanılabilir. Bu enzimatik olarak duyarlı ilk SMP’leri elde ettiğimiz için çok heyecanlıyız.”
