Sıvı yakıtlı roketten ilham aldı motorsuz pilsiz kalp pompası geliştiriyor
TÜRK mühendis ve hekimler güçlerini birleştirdi, dünyada birinci olacak ‘Motorsuz, pilsiz kalp pompası’ projesiyle Avrupa İnovasyon Kurulu’ndan (EIC) 2,5 milyon Euro’uk hibe kazandı. Koç Üniversitesi Mühendislik Fakültesi’nden Prof. Dr. Kerem Pekkan ve grubunun 5 yıldır üzerinde çalıştığı ‘HeartWise’ projesiyle artık hastaya özel 3 boyutlu yazıcıdan üretilebilecek yapay kalp pompası, hastaların kablolarla, kilolarca yükteki pil çantalarıyla yaşama zorunluluğunu ortadan kaldıracak. Sıvı yakıtlı roketlerin çalışma düzeneğinden esinlenerek dizayn edilen yeni pompa sayesinde yapay kalp pompasının maliyeti de onda teğe kadar düşecek, daha fazla hasta bu tedaviye ulaşma talihini elde edecek.
İleri derece kalp yetmezliği yaşayan ve kalp nakline muhtaçlığı olan hastalar, uygun organ bulunana kadar yapay kalp pompasıyla hayata tutunuyor. Organ nakline uygun olmayan kimi hastalar ise ömür uzunluğu bu aygıtlarla yaşamak zorunda kalabiliyor. Şu anda kullanılan yapay kalp pompalarının ise motora ve pile gereksinim duyduğu için, hem maliyetleri yüksek olabiliyor hem de bedenden çıkan kablolar nedeniyle hastanın ömür kalitesi olumsuz etkilenebiliyor. Uygun organ bulunana kadar ya da kalp nakline uygun olmayan olaylarda ömür uzunluğu kullanılmak zorunda olan bu pompalar, hastanın özgürlüğünü de değerli ölçüde kısıtlayabiliyor. Koç Üniversitesi Mühendislik Fakültesi’nden Prof. Dr. Kerem Pekkan ve takımının 5 yıldır üzerinde çalıştığı projeyle günümüzde kullanılan yapay kalp pompalarına dair tüm zorlukların ortadan kaldırılması hedefleniyor. Prof. Dr. Pekkan, sıvı yakıtlı roketlerin çalışma prensibinden ilham alarak takımıyla geliştirdiği motorsuz, pilsiz yapay kalp pompası projesiyle Türkiye’ye birinci defa Avrupa İnovasyon Kurulu’ndan (EIC) hibesi kazandırdı.
BAŞVURAN 413 PROJEDE ÖNE ÇIKAN ÜÇ PROJEDEN BİRİ
Bu yıl 413 proje, EIC Geçiş takviyesine başvurmaya hak kazandı. İkinci kademeyi gecen 80 projeden 40 tanesi fonlandı. Seçilen 40 proje içerisinden 3’ü öne çıkan proje olarak duyuruldu. HeartWise, bu üç projeden biri oldu. HeartWise projesiyle EIC’den 2,5 milyon Euroluk hibe kazanan Prof. Dr. Pekkan ve takımı, yeni geliştirdikleri yapay kalp pompasıyla dünyada bir birincisi gerçekleştirecek. 5 yıldır üzerinde çalıştıkları projenin ayrıntılarını Demirören Haber Ajansı’na anlatan Prof. Dr. Pekkan, 3 boyutlu yazıcıdan hastaya özel basılabilecek yapay kalp pompası sayesinde hastaların kablolarla, kilolarca tartıdaki pil çantalarıyla yaşama zorunluluğunun ortadan kalkacağını söyledi ve ‘HeartWise’ sayesinde, yapay kalp pompasının maliyetinin onda teğe kadar düşerek, daha fazla hastanın bu tedaviye ulaşabileceğini kaydetti.
DÜNYADA BİRİNCİ OLACAK PROTOTİPLERİ HAZIR
ODTÜ Makine Mühendisliği’ndeki tahsili sırasında ROKETSAN’da çalışan, akabinde Amerika’ya giden ve araştırmalarını Purdue Üniversitesi’nde sürdürürken NASA için geliştirilen çeşitli projelerde de yer alan Prof. Dr. Kerem Pekkan, mesleğini Biyomedikal Mühendisliği alanında sürdürmeye karar verdi. Prof. Dr. Pekkan bu alanda dünyada bir numara olan ABD’deki Georgia Institute of Technology, School of Biomedical Engineering kısmında kalp damar mühendisliği ve kan akışkanlar mekaniği üzerine uzun müddet araştırma hocalığı yaptı. Bilhassa çocuk kalp damar hastalıkları alanında biyomedikal yeniliklere imza atmayı hedefleyen Pekkan, ABD Pittsburg’da, dünyanın en yeterli kalp pompası tasarım takımında de yer aldı. 2012’de Türkiye’ye dönerek Koç Üniversitesi Mühendislik Fakültesi’nde mesleğine devam eden Prof. Dr. Kerem Pekkan, Medipol Üniversitesi, Erasmus Medical Center, Hacettepe Tıp Fakültesi, İstanbul Mehmet Akif Ersoy Göğüs Kalp ve Damar Cerrahisi Eğitim ve Araştırma Hastanesi üzere değerli merkezlerdeki tabip ve bilim insanlarıyla işbirliği içinde, dünyada birinci olacak yapay kalp pompası projesini hayata geçirdi. Prof. Dr. Pekkan, “Şu anda prototiplerimiz hazır. Hayvan deneylerini tamamlayacağız ve 3 yıl sonra proje bittiğinde çabucak birinci hastada kullanma çalışmasına geçmeyi planlıyoruz” dedi.
MEVCUTTAKİ AYGITLARIN ZORLUKLARINI ORTADAN KALDIRACAK
Mekanik dolanım takviye aygıtı olarak da bilinen yapay kalp pompalarının şu anda yalnızca sol kalp (kalpteki sol atriyum ve ventrikül) için kullanılabildiğini kaydeden Prof. Dr. Pekkan, şu bilgileri verdi: “Klinikte bilhassa sol kalp için dayanak aygıtları var bunlar mekanik pompa formunda. Sağ kalp (kalpteki sağ atriyum ve sağ ventrikül) yetmezliği için kullanılan aygıtlarımız yok. Fakat hekimlerimiz bu sol kalp aygıtlarını sağ kalpte kullanmaya çalışıyorlar. Olan aygıtların hepsinin en büyük büyük sorunu enfeksiyon zira motor gerekiyor. Onun için kablolar gerekiyor. Hastanın içinden çıkıyorlar ve fiyatları çok fazla. Bir kalp pompasının güzel bir cinsi yaklaşık 120 bin Euro civarında. İleri safha kalp yetmezliği yahut kalp transplantasyonu gereken hastalarda kullanılıyor ya da daima takılacak formda pompalar yapılıyor. Amerika’da kalp kapakçıkları üzerine uzman, dünyadaki bütün kalp kapakçıklarının test edildiği bir laboratuvarda eğitim gördüm. Ünlü Pittsburgh kalp pompası tasarım grubunda çalıştım 6-7 yıl. Bu aygıtlar çok kıymetli bunların bir nedeni de elektrik motorları olması. Bu çeşit motorsuz bir kalp pompası dünyada birinci olacak. Bir öteki gibisi yok.”
MOTORSUZ, PİLSİZ, HASTAYA ÖZEL 3D YAZICIDAN BASILACAK
Prof. Dr. Pekkan, kişiye özel üretilebilecek yapay kalp pompasının, motora gereksinim duymadan kanı pompalayabildiğini söyleyerek düzeneğini ise şöyle anlattı: “Mekanik gücünü büsbütün kalbin (sağlam olan) sol tarafından ya da varsa içerideki sol kalbe takılmış öbür yapay kalp pompasından alıyor. Bir tirbün var tıpkı barajlardaki üzere. Oradan çıkan enerjiyi sağ tarafa aktarıyoruz ve kan dolanımı için gereken enerjiyi hastaya veriyoruz. Bu yüzden fiyatı çok ucuz yapma talihimiz oldu. Yaklaşık 5 ila 10 bin Euro civarına bunu indirebileceğimizi düşünüyoruz. En kıymetlisi de 3 boyutlu yazıcıdan da basabiliyoruz aygıtı; zira motor yok. Metal yazıcıdan, mesela titanyumdan basılabilecek. Hastaya özel olması, bütün damar uzunlukları, çapları, pompanın uzunluğu, basacağı akışın ölçüsü, o hastanın hemodinamisine, uzunluğuna, kilosuna uygun yapabilmemizi sağlıyor. Şu anki eserler bunu sağlayamıyor, zira hepsinin motor ve denetim ünitelerine muhtaçlıkları var. Ayrıyeten enerjiyi büsbütün beden içinden aldığımız için, etrafa de hassas bir aygıt, pillere de ihtiyaç kalmıyor”
3 YIL SONRA HASTA ÇALIŞMALARI BAŞLAYACAK
Şu anda prototipleri hazır olan HeartWise projesinde birinci etapta hayvan deneylerinin tamamlanacağını kaydeden Prof. Dr. Pekkan, bu buluşu birinci olarak çocuk kalp hastalar için Prof. Dr. Rıza Türköz ile birlikte keşfettiklerine de işaret ederek “Proje bittiğinde yani yaklaşık 3 yıl sonra, çabucak ardından birinci hastada kullanma çalışmasına geçilecek. Her şeyden evvel hastaların organ nakli bekleme müddetlerini hem daha kaliteli geçirmelerini sağlayacak hem de o mühletleri uzatabileceğiz. Kabloları olmadığı için hiçbir halde enfeksiyon olmayacak, ağır çantalar taşımak zorunda kalmayacaklar. Pil şarj etme gerilimi yok. Şu an kullanılan aygıtlar çok kritik, her sistemden yedekli olmak zorunda. Hastalarda ruhsal olarak pile bağlı olmamak inanç duygusu da verecektir. Ayrıyeten kalp pompasındaki bütün sorunları çözüyoruz diyebilirim bu projeyle.” dedi.
’40-50 MİLYON DOLARLIK BÜTÇELER GEREKİYOR’
Projede doktora öğrencileri Tansu Gölcez, Canberk Yıldırım ve Kağan Uçak’ın da yer aldığı hoş bir grubun çalıştığını da kaydeden Prof. Dr. Pekkan, sözlerini şöyle noktaladı: “Bizim öğrencilerimizden oluşan ticarileştirme grubu var bunlar teşebbüsçü bir grup. Bizim araştırma grubumuz tabiplerimiz herkes taşın altına elini koyarak, bu aygıtı geliştirmeye çalışıyor. Hastalara ulaşma yüzde yüzde 2. Yüz hastadan 2’si o aygıta ulaşacak durumda. Bunun az olmasının nedeni de aygıtın çok komplike olması. Kolay bir aygıt buna ulaşmayı artıracak. Koç Üniversitesi’nin büyük takviyesi var, laboratuvarımız da burada; lakin bunun yanında TÜSEB Lideri Prof. Dr. Ümit Kervan, ayrıyeten TÜBİTAK çok değer veriyor bu EIC projesine. Bunun yanında Medipol Üniversitesi’nde Anestezi ve Reanimasyon kısmından ağır bakım uzmanı Doç. Dr. Yahya Yıldız hocamız canı gönülden deneylerimize takviye oluyor. Projenin başka partnerleri İrlanda ve Hollanda Erasmus Tıp Fakültesi, orada da hekimlerimiz var. Biz 5 yıldır her hafta toplanarak devam eden bir süreçte yayınlarımızı oldu makalelerimiz oldu. Avrupa’da aygıt kongrelerine davet edildik, bu formda kendimizi gösterdik projede birinci kademeyi geçtik ve EIC hibesini aldı projemiz. Daha sonra da 40 proje içinde kaldık onlardan 20’sinden biri olarak da projeyi aldık. Hem Avrupa Birliği (AB) hem Amerika, hem de Avustralya üzere ülkeler bu pazarda kelam sahibi olmaya çalışıyor yeni aygıtlar geliştiriyorlar. Çok büyük finansal takviyeler sağlanıyor oradaki çalışmalara. Zira hastalar nitekim çok sıkıntı durumdalar. Natürel biz 2,5 milyon Euro kazandık, çok büyük bir sayı üzere gözükse de bu aygıtların hastaya ulaşacak duruma gelmesi için 40-50 milyon dolar gerekiyor. Kıymetli bir adım attık, bu birinci adım ve herkesin dayanağı çok önemli.”
