Kertenkeleler yapay akciğer mühendisliğinde örnek alındılar
Princeton Üniversitesi'nde yapılan yeni bir araştırmaya göre, kahverengi anole kertenkelesinin doğanın en karmaşık problemlerinden biri olan nefes alma problemini son derece basit bir şekilde çözmekte. Biz insanların akciğerleri aylar ve yıllar içinde barok ağacına benzer yapılara dönüşürken anole akciğeri sadece birkaç gün içinde bombeli çıkıntılarla kaplı kaba loblara dönüşmekte. Bu kabak benzeri yapılar, çok daha az gelişmiş olsalar da kertenkelenin tıpkı bizim akciğerlerimizin yaptığı gibi çalışmakta. Basit mekanik süreçlerden yararlanarak hızla büyüdükleri için, anole akciğerleri gelişmiş biyo-teknolojiler tasarlayan mühendisler için yeni bir ilham kaynağı oluyorlar.
Kuş ve memeli akciğerleri, sayısız dallanma ve karmaşık biyokimyasal sinyalleşme yoluyla büyük bir karmaşıklık içinde gelişirken kahverengi anolenin akciğerleri, bir örgü topuna benzeyen mekanik bir süreç ile gelişmekte.
Anole akciğeri gelişimine düzgün ve yumuşak bir kas tabakası ile çevrili, içi boş uzun bir zar olarak, birkaç gün içinde başlar. Gelişim sırasında akciğer hücreleri sıvı salgılarlar ve bunu yaparlarken iç zar yavaşça şişer daha sonra ise bir balon gibi incelirler. Basınç, düz kasa doğru itilir ve sonunda bal peteği şeklinde bir ağ oluşturan lif demetleri halinde sıkılaşmasına ve genişlemesine neden olur. Sıvı basıncı, esnek zarı dışarı doğru itmeye devam eder, böylelikle zar ağdaki boşluklardan şişer ve akciğeri kaplayan sıvı dolu hazneler oluştururlar. Bu çıkıntılar, gaz değişiminin gerçekleştiği çok sayıda yüzey alanı oluştururlar. Tüm bu süreç iki günden kısa bir zamanda sürer ve inkübasyonun ilk haftasında tamamlanır. Araştırmacılar da bu fiziksel mekanizmanın bir kopyasını laboratuvarda yaptılar. Araştırmacılar, film endüstrisinde makyaj ve özel efektler için yaygın olarak kullanılan Ecoflex adlı bir silikon malzeme kullanarak zarı döktüler. Daha sonra canlı organda bulunan şişirilmiş silikonda aynı türden yapılar oluşturmak için silikonu 3 boyutlu baskılı kas hücreleriyle kapladılar. Fakat bu kopya orijinali ile tıpatıp aynı olmadı, sadece çok benzerdi.
İnsan sağlığı adına doğanın kestirme yollarından yararlanmak isteyen mühendisler için bu hız ve basitlik, radikal bir yeni tasarım paradigması oluşturuyor. Çalışma aynı zamanda bilim adamlarının sürüngen gelişimini çok daha ayrıntılı olarak incelemeleri için yeni bir çığır açıyor. Eğer bu çalışmalar gelecekte başarılı bir şekilde sonuca ulaşırsa akciğer ile bağlantılı hastalıklar için yeni tedavi yöntemleri uygulamamız için farklı yollar sunabilirler.