İmplant Enfeksiyonu Manyetik Isıtmayla Tedavi Edilebilir mi?

İmplant, bir organa veya vücudun yapısına cerrahi müdahaleyle eklenen malzemedir. İmplant, bir kan damarı greftindeki gibi bir doku, bir kalça protezi veya kalp pili gibi yapay bir madde ya da cihaz da olabilir. Protezlerin, yapay eklemleri veya kemikleri bir arada tutan çeşitli iğne, çivi ve plakalar gibi metal implant parçalarının, yaralılara veya yaşlılara büyük yardımı olmaktadır. Kemik dokusu onarıldıktan sonra, vakalar tekrar yürüyebilir, koşabilir, atlayabilir hale gelmektedir. Ancak bazen vücuttaki bir bakteri bu implantlara yerleşmekte ve o enfeksiyonla başa çıkmak yeni bir ameliyatı da içeren uzun bir tedavi sürecini gerektirmektedir. Bilim insanları, yapay eklemlerdeki tedavi edilmesi zor bu tip enfeksiyonlara manyetik ısıtmayla müdahaleyi test ediyorlar. İmplantlardaki enfeksiyonların tedavisinde, manyetik ısıtmanın ağır ameliyatların yerine kullanımı araştırılıyor.

Enfeksiyonların Tedavisinde Biyofilm Sorunu:

Bu tip enfeksiyonların tedavi edilmelerinin çok zor olmasının en önemli nedeni, bakterilerin biyofilmler oluşturmalarıdır. Bunlar, ince bakteri tabakaları ve diğer bazı yapışkan maddelerden oluşan ve bakterilerin üstünü kaplayarak kendilerini korudukları “bakteri kaleleri”dir. Örneğin dişlerdeki “diş taşı” denilen plaklar bir biyofilm türüdür. Ama, dişleri sert bir diş fırçasıyla temizlemekle, dizkapağındaki veya ayak parmağındaki bir titanyum plakaya tutunmuş biyofilmi temizlemek aynı şey değildir. Yapay eklemleri olan hastaların yüzde 1 veya yüzde 2’sinde bu tip bir enfeksiyon gelişmektedir. Oran küçük gibi görünse de, dünya çapında düşünüldüğünde ortaya çok büyük sayılar çıkmaktadır.

Bu enfeksiyonların tedavisi acı verici ve çok pahalı olabilmektedir. Hastanın enfekte olmuş eklemini çıkarmak ve yerine yenisini koymak cerrahi müdahale ve yoğun ilaç uygulamaları gerektirmektedir. Teksas Üniversitesi’nin Güneybatı Tıp Merkezi’nden David Greenberg ve Rajiv Chopra’nın araştırmaları bütün bu sorunları ortadan kaldıran bir çözümle sonuçlandı. Çalışmalarında, MRI yani manyetik rezonansla görüntüleme teknolojisinden yola çıktılar. Beyin, kalp ve kaslar gibi yumuşak iç organları görüntülemek için kullanılan manyetik rezonans cihazı, bu görüntüleri oluşturmak için güçlü manyetik alanlardan yararlanmaktadır. Ancak, söz konusu manyetik dalgalar metallerle etkileşime girdiklerinde ısı üretmektedirler. Bu durum, vücutlarının çeşitli yerlerinde metal implantlar veya bazı elektronik cihazlar bulunan hastalarda bir MRI taramasını tehlikeli hale getirebilmektedir. Araştırmacılar, manyetik dalgaların bu özelliğini, hastaların yararına kullanılır hale çevirmeyi düşündüler.

Biyofilmlerin Manyetik Isıtmayla Eritilmesi:

Bazı durumlarda, mühendisler ısı üretmek için manyetik alanları kullanırlar. Bu işlem endüksiyonla ısıtma olarak bilinmektedir. Elektrik, bir telden geçerken etrafında bir manyetik alan yaratır. Kullanılan elektriğin alternatif akım (AC) olduğu yerlerde, elektriğin akış yönü sürekli olarak ve hızla, ileri geri değişir. Alternatif akımdaki bu değişim, kabloların etrafındaki manyetik alanın da değişmesine neden olur. Bir metal nesne (veya elektrik ileten herhangi bir nesne) bu değişken manyetik alanın yakınına getirilirse, elektrik bu metalden de akmaya başlar. Bir metal, elektriğin akışına karşı bir miktar direnç sağlayacağından, metalde indüklenen enerjinin bir kısmı ısı olarak dağılmaktadır. Dokular gibi elektrik iletmeyen nesnelerden akım geçmediğinden, bunlar soğuk kalırlar.

Greenberg ve Chopra, bu ısıtma özelliğinden kaynaklanan sıcaklığın, hastaya herhangi bir sorun yaratmadan, zararlı bakterileri öldürmek için kullanılıp kullanılamayacağını incelediler. Test etmek için, bir metal çubuğa yapışmış biyofilm bir test tüpüne yerleştirildi. Ardından manyetik alan uygulamasına geçildi ve ısınan metal bakteri biyofilmini eritti. Bir implantın ısıtılması vücudun geri kalanını etkilememektedir, çünkü kaslar ve kemikler elektriği iletmemektedir. Ancak sıcak bir nesneye dokunmanın eli yakması gibi, implante edilen metalin ısıtılması onunla temasta olan çevresindeki dokuları yakabilir. Bu noktada, eğer manyetik ısıtma bir tedavi yöntemi olarak kullanılacaksa, herhangi bir biyofilmi çevresindeki dokulara zarar vermeden yok etmek için, en doğru ısı miktarını belirlemek önem kazanmaktadır. Araştırma ekibi bu işlemi farelerde test etti. Hayvanların bacaklarına küçük metal implantlar yerleştirildi ve canlı doku ile temas eden ısıtılmış bir metal implantın güvenilirliği incelendi. Bu test verilerinden, patlamaya benzer yüksek güçteki bir “flaş” ısıtmanın, yavaş ve sürekli bir ısıtmadan daha güvenli olduğu anlaşıldı.

Manyetik Isıtmanın Antibiyotiklerle Birlikte Kullanılması:

İlaçlar, vücudun her tarafına ulaşabilmelerine rağmen, belirli bir bölgede kalıcı olamamaktadır. Bu nedenle, implantlarda gizlenmiş enfeksiyonlarla mücadelede, antibiyotikler biyofilmleri aşarak kesin bir etki yaratamamaktadır. Chopra ve Greenberg, bu mikrop öldürücü ilaçlarla manyetik ısıtma birlikte kullanıldıklarında, her ikisinin de etkilerinin çok arttığını da buldular. Böylece tedavi daha güvenli hale gelmekte. Ayrıca, manyetik ısıtma antibiyotiklerle birlikte kullanıldığında, bir enfeksiyonun tedavisinde her birinden kullanılması gereken doz da düşmekte ve olası yan etkileri azalmaktadır.

Rochester’deki Mayo Tıp Okulu’ndan Douglas Osmon’a göre, biyofilm enfeksiyonlarını tedavi etmek için invaziv olmayan bir yöntem bulmanın, uzun zamandan beri yapay dizler gibi implantların üzerinde çalışan doktorlar için çok önemli bir hedef. Protezli bir hastanın, ciddi yan etkileri olan antibiyotiklere olan ihtiyacını azaltabilmek ya da tamamen ortadan kaldırabilmek bu alanda devrim yaratacaktır.

Ancak, gündemde aşılması gereken başka bir engel var. Araştırmalarda ve deneylerde tamamen metalden yapılmış implantlar kullanılmış durumda. Oysa günümüzdeki bazı protezlerin kimi parçaları plastikten yapılıyor, kemik çimentosuyla ve çivilerle sabitleniyorlar. Dolayısıyla, manyetik ısıtmanın plastiğe ya da kemik çimentosuna zarar verip vermeyeceğinin de ayrıca titizlikle araştırılması, eğer bir sorun varsa çözümlenmesi gerekiyor.

Kaynakça:
– Trisha Peel, “Prosthetic Joint Infections”, Springer, (2018).
– Rajiv Chopra, David E. Greenberg, et al., “Employing high-frequency alternating magnetic fields for the non-invasive treatment of prosthetic joint infections”, Scientific Reports, Vol. 7, Article number: 7520, (2017).

Yazar: Oben Güney Saraçoğlu

 

Yorum Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This div height required for enabling the sticky sidebar
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :