Sentetik Biyomalzemeler Acil Travma Durumlarında Hayati Öneme Sahip Olabilir

Yapay Trombositlerle Kanamayı Durdurmak

Yaralanma ve kazalardan kaynaklanan ölümlerin önemli bir bölümü kan kaybıyla ilişkilidir. Kanser, kalp ve damar hastalıkları ya da genetik hastalıklar kadar gündeme gelmese de bu alanda hayat kurtarmak için daha gelişmiş teknolojilerden yararlanılabilir.

Acil tedavide kanamayı kontrol altına almak için pıhtılaşmada görev alan hücre parçacıkları olan trombositlerin nakli gerekebilir.

Trombositler, damar hasarının oluşturduğu sinyallere yanıt vererek yaralanma bölgesinde etkinleşir ve bir araya gelir. Oluşturdukları tıkaç, kanamanın durdurulmasına yardımcı olur.

Kaynak: Byjus

Trombositlerin oluşturduğu tıkaç, kanda dolaşan fibrinojenden üretilen lifli fibrin ağıyla güçlendirilir. Süreçte çeşitli pıhtılaşma faktörleri de görev alır.

Kaynak: Trombositler.

Ancak nakil için kullanılan trombositlerin saklanması zordur; bu da hastane öncesi kullanımlarını sınırlar. Başlıca sorunlar arasında “bağışçı sayısının sınırlı olması, taşıma ve saklama güçlükleri, bakteriyel kontaminasyon riski ve yaklaşık 5–7 günlük kısa raf ömrü” bulunur.

Trombositler, hastane öncesi kan bileşeni naklinde önemli bir güçlük oluşturmaktadır. Ağır kanamalarda erken trombosit naklini destekleyen veriler, eritrosit süspansiyonu ve plazmanın yanında trombositlerin de daha erken verilmesinin araştırılmasını desteklemektedir.

Biyolojik İlhamlı Yapay Trombositler: Geçmiş, Şimdi ve Gelecek.

Genetik, hücre biyolojisi veya yapay organlar alanındaki gelişmeler ne olursa olsun, travmatik yaralanmaya bağlı kanama tehlikeli olmaya devam edecektir. Hastaneye ulaşmadan önce gerçekleşen ölümlerde kanamanın önemli bir rolü olduğundan, trombosit nakline ek seçeneklere ihtiyaç vardır.

Doğal trombositlerin saklanmasını ve kullanılabilirliğini geliştirme çalışmalarının yanında yapay trombositler de araştırılmaktadır.

Nanoteknolojideki ilerlemeler bu yaklaşımı mümkün kılabilir. Kuzey Karolina Eyalet Üniversitesi, Kuzey Karolina Üniversitesi, Virginia Üniversitesi, Duke Üniversitesi ve Chapman Üniversitesi araştırmacıları bulgularını “Çok Yumuşak Trombosit Benzeri Parçacıklar, Kemirgen ve Domuz Travma Modellerinde Kanamayı Durduruyor” başlıklı çalışmada yayımladı.

Yapay trombositler

Geçmişte de çeşitli yapay trombosit sistemleri geliştirmek için çalışmalar yürütülmüştür.

Doğal trombositlerle sentetik sistemleri birleştiren yaklaşımlar bazı sınırlamaları aşmayı amaçlamaktadır. Proteinlere veya protein parçalarına bağlanan yapay nanoparçacıklar da araştırılan seçenekler arasındadır.

Bu çalışmada araştırmacılar, fibrine özgü antikor parçalarıyla birleştirilmiş, çok yumuşak ve kolayca şekil değiştirebilen nanogellerden sentetik trombosit benzeri parçacıklar (PLP) geliştirdi.

Fibrine bağlanan bileşen, yaralanma bölgelerini hedeflemek ve pıhtı oluşumunu desteklemek üzere tasarlandı.

Esnek nanogel parçacıkları, gerçek trombositlere benzer biçimde şekil değiştirebiliyordu. Bu özellik, pıhtıların kararlılığını ve iyileşmeyi destekledi.

Hayvan Modellerinde Umut Verici Sonuçlar

Laboratuvar deneylerinde PLP’ler seçici olarak fibrine bağlandı ve pıhtı oluşumunu iyileştirdi.

Kemirgen ve domuz modellerinde PLP’ler kan kaybını azalttı; incelenen koşullarda hedef dışı pıhtılaşma gözlenmedi. İstenmeyen pıhtılar inme veya kalp krizi gibi ciddi sonuçlara yol açabileceğinden bu önemli bir bulgudur.

Kan, yeterli pıhtılaşma faktörü içermeyen sıvılarla kısmen seyreltilmiş olduğunda, yani dilüsyonel koagülopati koşullarında da kan kaybı azaldı.

Hayvan deneylerinde hem yaralanma öncesinde hem de yaralanmadan hemen sonra uygulama değerlendirildi.

Parçacıkların hayvanlarda zaman içinde böbrekler yoluyla uzaklaştırılması da olumlu bir bulguydu. Bununla birlikte bu sonuçlar, insanlarda güvenliğin veya tekrarlanan kullanımın kanıtlandığı anlamına gelmez.

İnsanlarda Yapay Trombositlerin Potansiyeli

Acil Servis & Travma

Pıhtılaşma mekanizmasının memeliler arasında benzerlik göstermesi insanlarda kullanımın araştırılmasını destekler. Ancak hayvan sonuçlarının insanlara aktarılıp aktarılamayacağı klinik çalışmalarla belirlenmelidir.

Olası uygulamalardan biri, ambulanslarda ve ilk müdahale ekiplerinin donanımında kullanılabilecek acil kanama tedavileridir.

Travmatik yaralanmalar, çocuklar ve 45 yaş altındaki yetişkinlerde önde gelen ölüm nedenlerindendir. ABD’de önlenebilir kanamalara bağlı ölümler için yılda yaklaşık 31.000 kişilik bir tahmin bildirilmiştir. Nanoteknoloji bu soruna yönelik yeni araçlar sunabilir; ancak tek başına çözüm olduğu gösterilmemiştir. Hastane öncesi kan ürünleri uygulamalarıyla birlikte kullanımı da ayrıca değerlendirilmelidir.

Kaynak: Dallas News

Tehlikeli Faaliyetler ve Askerî Kullanım

ABD ordusu, Afganistan’da 2005–2013 döneminde askerlerin yaralanma sonrası ölüm oranlarında önemli bir azalma bildirmiştir.

Turnikelerin yaygınlaşması ve hastaneye ulaşmadan önce kan ürünlerinin verilmesi, travma bakımındaki gelişmeler arasındaydı.

Yapay trombositlerin kolay saklanıp taşınabilmesi, güvenlik ve etkinlikleri insanlarda gösterilirse askerî ilk yardım kitleri için yararlı olabilir. Yaygın kullanım ise onay, lojistik ve klinik değerlendirmelere bağlıdır.

Bu tür bir uygulama, hastaneden uzakta yaralanma olasılığı ve yoğun çatışmalarda kan tedarikinin sınırlı kalması nedeniyle askerî ortamlarda özellikle değerli olabilir.

Hemofili

Hemofili A ve B, sırasıyla pıhtılaşma faktörü VIII ve IX eksikliğinden veya yetersizliğinden kaynaklanır. Fibrine bağlanan parçacıkların bu eksiklikleri gidermesi ya da mevcut hemofili tedavilerinin yerini alması gösterilmemiştir.

Hemofilide olası yararları ve koruyucu kullanımları, tekrarlanan ve uzun süreli uygulamanın güvenliğiyle birlikte ayrıca araştırılmalıdır.

Kan ve Trombosit Şirketleri

Çalışmanın yayımlandığı 2024 itibarıyla burada incelenen sentetik trombositler deneysel aşamadaydı. Kan ürünleri ve plazma tedavilerinde çalışan şirketler ilgili üretim ve dağıtım deneyimine sahip olsa da bu, söz konusu teknolojiyi ticarileştireceklerini göstermez.

1. CSL Limited (CSL.AX)

CSL; plazma ürünleri, gen tedavileri ve rekombinant ilaçlar gibi biyoteknoloji ürünleri sunan bir gruptur.

Kan kaynaklı plazma ürünlerinde faaliyet gösteren birimi CSL Behring. Grubun 2023/24 raporuna göre Çin, Avrupa ve Kuzey Amerika’da 349 plazma toplama merkezi bulunmaktadır; ürünleri ise 100’den fazla ülkedeki hastalara ulaşmaktadır. Bu iki sayı, merkezlerin 100’den fazla ülkeye yayıldığı anlamına gelmez. CSL Behring, grubun en büyük gelir kaynağıdır.

Kaynak: CSL

Şirketin kapsamlı bir ilaç ve biyoteknoloji araştırma portföyü de vardır. Aşılar, hematoloji, solunum ve kalp-damar hastalıklarının yanında CSL Vifor aracılığıyla nefroloji alanında da faaliyet göstermektedir.

Kaynak: CSL

CSL’nin kan tedavileri ve plazma toplama deneyimi, gelecekte geliştirilebilecek ürünler için ilgili bir altyapı sunar. Ancak şirketin bu yapay trombositleri piyasaya süreceğine dair burada doğrulanmış bir anlaşma veya program bulunmamaktadır.

2. Takeda

Japonya merkezli Takeda, plazma kaynaklı tedaviler de dahil olmak üzere birçok alanda faaliyet gösteren bir ilaç şirketidir.

Kaynak: Takeda

Takeda, ABD ve Avrupa’da plazma toplama faaliyetlerini BioLife Plasma aracılığıyla yürütmektedir. Şirketin plazma kaynaklı tedaviler portföyü geniş bir ürün yelpazesini kapsamaktadır ve bu alandaki faaliyetleri yaklaşık 80 yıllık bir geçmişe dayanmaktadır.

Takeda’nın araştırma ve geliştirme portföyünde ileri aşamadaki klinik çalışmalar da bulunmaktadır. Gastroenteroloji, inflamasyon ve plazma kaynaklı tedaviler önemli faaliyet alanları arasındadır.

Kaynak: Takeda

CSL gibi Takeda da plazma alanında uzmanlığa sahiptir. Bu deneyim, gelecekteki ürün geliştirme çalışmalarında yararlı olabilir; ancak yapay trombositleri piyasaya sunacağı sonucuna varılamaz.

Şirketin yenilikçi girişimlerle iş birliği örnekleri arasında BioSurfaces’ın nanomalzemeleri, Cour Pharmaceutical Development’ın nanoparçacıkları ve Leon-nanodrugs’ın MicroJet Reactor teknolojisi yer almaktadır.

Bu ortaklıklar nanoölçekli tasarım ve üretime yönelik ilgiyi gösterir. Bununla birlikte Takeda’nın söz konusu PLP teknolojisini geliştirdiği veya lisansladığı doğrulanmış değildir.