PAÜ Kimya Mühendisliği Öğretim Üyesi Prof. Dr. Necip Atar ve İskenderun Teknik Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Öğretim Üyesi Doç. Dr. Mehmet Lütfi Yola, dokuz ay süren çalışma sonucunda kalp krizi riskini önceden tespit edebilecek biyosensör geliştirdi. Tıp alanında büyük ilgi görmesi beklenen çalışmanın sonuçları alanında saygın dergilerden biri olan 8 bin 173 etki faktörüne sahip Biosensors and Bioelectronics dergisinde yayımlandı.
Geliştirilen elektrokimyasal biyosensör, kalp kasında meydana gelen hasarlar sonrasında kan dolaşımına salınan ve kalp krizini tetikleyecek troponin değerlerini anlık ve yüksek seçicilikle tespit edecek. Böylelikle zaman içerisinde oluşabilecek riskler en aza indirgenerek, kalp krizi riskleri önceden belirlenecek.
ÖLÜMLERİN YÜZDE 32’Sİ KALP RAHATSIZLIĞINDAN
PAÜ Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölüm Başkanı Prof. Dr. Necip Atar, yaptıkları çalışmayla ilgili bilgi verirken, Dünya Sağlık Örgütü’nün yayımladığı raporda kalp rahatsızlıklarına bağlı gerçekleşen ölüm oranlarına atıfta bulunarak şunları söyledi:
“Dünya Sağlık Örgütü tarafından yayımlanan rapora göre hipertansif kalp rahatsızlığı (hipertansiyon etkili koroner kalp yetmezliği), doğumsal kalp deliği ve koroner damar rahatsızlıkları içeren kardiyovasküler bozukluklar ölüm oranın da en yüksek olan hastalıkların başında gelmektedir. 2015 yılında yayımlanan raporda yaklaşık 17.7 milyon insanın bu tür rahatsızlıklar sonucunda hayatını kaybettiğini ve bu oranında küresel düzeyde bütün ölümlerin yaklaşık yüzde 32’sine karşılık geldiği belirtilmiştir. Bu tür durumlara bağlı olarak gelişen göğüste sıkışma hissi ve ani gelişen ağrılar, nefes darlığı, soğuk terleme ve yorgunluk gibi durumlarda kalp damarlarını (koroner arterler) besleyen kalp kasında hasarlar meydana gelmeye başlar ve kalp kası hücreleri hızlı bir şekilde ölür. Bu tür durumlarda kalp kasına özgü bir protein olan kardiyak spesifik troponin kan dolaşımına salınır. Troponin, kan dolaşımında troponin ı ve troponin T şeklinde iki farklı türde bulunmaktadır. Bu iki türden tespit edilmesi daha zor olan ve kanda daha eser miktarda bulunan troponin I’dır. Plazmada eser miktarda bulunan troponin I (0.03 ng/mL), kalp hasarının oluşmasından sonra oranı yaklaşık 3-5 saat sonra yükselir ve ortalama 7 gün boyunca yüksekliğini korur. Bu beklenmeyen yükselmeler sonucunda şiddetli kalp krizleri, göğüs ağrıları, ağrıya eşlik eden nefes darlığı, sırt ağrıları ve bayılmalar gerçekleşir. Bu sebeplerden dolayı kalp ve damar cerrahları şüphelendikleri durumlarda hızlı bir biçimde troponin kan testlerinin seçici bir şekilde ve düzenli yapılmasını isterler.
Kalp krizi riski yüksek olan hastaların toplar damarlarından alınan kan örneklerinden kardiyak spesifik troponin’in anlık tayini için geliştirilen elektrokimyasal temelli biyosensör; yapısal yönden grafene benzeyen, kararlılığı yüksek ve düşük yoğunluklu hegzagonal bor nitrür kuantum noktacıkları ile moleküler baskılanmış polimerden oluşan kompozit malzeme içermektedir.
Hegzagonal bor nitrür kuantum noktacıkları ile troponin I baskılanmış polimerlerin çalışma (indikatör) elektrotu olarak kullanılan camsı karbon elektrotu yüzeyine tutturulmasıyla kan ortamında yüksek seçicilikte, hassasiyette ve hızlı bir voltammetrik analizi mümkün hale getirilmiştir. Ayrıca geliştirilen elektrokimyasal biyosensörün validasyon çalışmaları da -kararlılık, doğrusallık aralığı, gözlenebilme sınırı (LOD), tayin sınırı (LOQ), gün içi, günler arası kesinlik ve doğruluk, sağlamlık, seçicilik, tutarlılık, tekrarlanabilirlik testleri- yapılarak troponin’in hızlı tayini için tıp dünyasında geçerliliği ve güvenilirliği yüksek bir biyosensör geliştirilmiştir.
Geliştirilen elektrokimyasal biyosensör, şimdiye kadar kullanılan troponin kan testlerinden önemli bir farklılık ve avantajlar içermekte olup, bundan dolayı seçiciliği yüksek ve hızlı cevap alabilen biyosensörün kalp krizi gibi önemli sağlık risklerini önceden tahmin ederek ölüm riskinin azalması ve ayrıca tedaviye başlama zamanı ile uygun tedavinin uygulanması konusunda yol gösterici olacak.”
