Cerrah, uzayda katarakt ameliyatına ihtiyaç duyulacağını öngörüyor

Çocukluğundan beri uzay tutkusu olan göz cerrahı, yakın gelecekte astronotların Ay ve Mars’a yolculuk yapmaya başlamasıyla birlikte uzayda göz ameliyatının bir zorunluluk haline geleceğini öngörüyor.

ABD’nin Houston, Teksas eyaletindeki Berkeley Göz Merkezi’nden Dr. Morgan Micheletti, bugün (Pazar) Avrupa Katarakt ve Refraktif Cerrahi Derneği’nin (ESCRS) 44. Kongresi’nde, insanlar uzayda seyahat ettikçe ve uzay istasyonlarında daha uzun süre kaldıkları için özellikle katarakt ameliyatına ihtiyaç duyulacağını söyledi. Bu nedenle göz içi lensler (GİL) gibi tıbbi malzemelerin ve ameliyat için gerekli diğer ekipmanların en iyi şekilde nasıl paketlenebileceğini, taşınabileceğini, depolanabileceğini ve uzay ortamından korunabileceğini bilmek hayati önem taşıyordu.

Bunu araştırmak için Uzayda Malzeme Maruziyetinin Ortak Değerlendirmesi (JAMES) projesi kapsamında farklı malzemelerden yapılmış IOL’leri uzaya gönderdi.

Micheletti, “Hayatım boyunca birisinin Mars’ta katarakt ameliyatına ihtiyaç duyacağına inanıyorum” dedi. “Mars geçişi neredeyse bir yıl sürebilir ve görmeyi kısıtlayan katarakt, yaralanma veya diğer cerrahi göz problemleri nedeniyle Dünya’ya dönmek gerçekçi olmayabilir. Sonunda tedavinin hastanın olduğu yerde yapılması gerekecektir.

“Astronot adaylarının mükemmel, düzeltilmemiş görüşe ihtiyacı yok ve kırılma düzeltmesi veya önceden geçirilmiş bazı kırma ameliyatları seçimle uyumlu olabilir. Daha da önemlisi, fırlatma sırasındaki iyi görme yaşlanmayı, radyasyona maruz kalmayı, yaralanmayı veya daha sonra hastalıkları engellemez. İnsanoğlunun uzay uçuşu kariyer astronotlarının ötesine genişledikçe, gezgin nüfusu da daha çeşitli hale gelecektir.

“Bu çalışma şu anda önemli çünkü bu sistemlerin, ilk hastanın ihtiyaç duymasından çok önce tasarlanması ve doğrulanması gerekiyor. Birisinin Mars’a gelip lensin, ekipmanın ve steril malzemelerin yolculuktan sağ çıkıp çıkmadığını sormasını bekleyemeyiz.”

Lenslerin ISS dışında test edilmesi

JAMES projesi, paketlenmemiş 135 IOL’yi Uluslararası Uzay İstasyonuna (ISS) uçurdu. ISS’nin dışında üç farklı yere yerleştirilen özel taşıyıcılara yerleştirildiler. Taşıyıcılara CLAIRE (Yıldızlararası Araştırma Keşiflerinde Lens Analizi için Taşıyıcı) adı verildi ve ISS’deki üç konum Ram (merceklerin yüksek atomik oksijene maruz kaldığı yer), Zenith (merceklerin güneşten gelen önemli miktarda ultraviyole (UV) maruz kaldığı yer) ve Underdeck (merceklerin maruz kalma platformunun altına monte edilerek doğrudan atomik oksijenden ve güneş UV’sinden kısmen korunduğu yer) idi.

Micheletti, “Bunun amacı, paketlenmiş bir IOL’nin normalde Mars’a nasıl gönderileceğini yeniden yaratmak değildi. Amaç, daha iyi paketleme, koruma, depolama ve malzeme seçimi stratejileri tasarlamaya başlayabilmemiz için olası arıza modlarını tanımlamaktı. UUİ’deki lensleri test etmek, iç kısım kontrol ediliyor ve basınç altında olduğundan aynı soruyu yanıtlamıyor. Paketlemeyi en aza indirmek ve ideal olarak bu ürünlerin iklim kontrollü mürettebat kabini depolaması olmadan gönderilip gönderilemeyeceğini belirlemek istiyoruz, çünkü kütle ve hacim önemli maliyetler taşıyor.” dedi.

Dünya’da, 45 IOL orijinal ambalajından çıkarıldı ve WILLIAM (Lens Lojistiği ve Entegre Astronomik İzleme için Dünya Arayüzü) adı verilen, uzay lenslerine benzer bir taşıyıcıya yerleştirildi. Bu IOL’ler, kontrol görevi görmek üzere oda sıcaklığında ve atmosferik basınçta Dünya’da kaldı.

Yörüngede yaklaşık altı ay kaldıktan sonra 135 uçuş merceği Dünya’ya geri döndü. Mevcut analiz, bu lenslerden 61’ini ve Dünya’da depolanan 45 kontrolün 20’sini içeriyordu: toplamda 81 lens. ABD Utah Üniversitesi Intermountain Oküler Araştırma Merkezi’nden Dr. Liliana Werner ve ekibi, bunları genel netlik, lens malzemelerinin ne kadar sağlam kaldığı ve yüzeylerde herhangi bir tortu veya değişiklik olup olmadığı açısından inceledi.

Hasarlı merceklerde üç desen

Uzay koşullarına maruz kalan lenslerin çoğu (61 lensin 42’si), analiz edildiğinde maruz kalmayla ilişkili kayda değer hiçbir bulgu göstermedi. Diğer 19 mercek üç temel modeli gösteriyordu:

1. En doğrudan maruz kalan Ram tepsisinde, dokuz mercekten sekizinde erken atomik oksijen erozyonuyla tutarlı çatlaklar ve lokal yüzey pürüzlülüğü görüldü. Beşi hidrofobik ve üçü hidrofilik lens dahil olmak üzere sekizinin tamamı akrilikti. Dokuzuncu lens silikondu ve sarı renk değişikliği gösteriyordu.
2. İki hidrofobik akrilik ve üç silikon lens dahil olmak üzere, boşluğa maruz kalan beş GİL’de sarı renk değişikliği görüldü. Dördü Zenith tepsisinde, biri de Ram tepsisindeydi. Spektrofotometri, özellikle 400 ila 500 nanometre arasında daha düşük ışık iletimi gösterdi.
3. ISS’deki üç farklı konuma yerleştirilmiş altı adet uzaya maruz kalan, ışığa ayarlanabilen lensin tümü, her iki yüzeyde ve optik kenar boyunca benzer bir parke taşı veya kabarcıklı ambalaj görünümü gösterdi. Karşılık gelen iki karasal kontrolün hiçbiri bu görünümü göstermedi. Mekanizma hala bilinmiyor ve doğrudan uzaya maruz kalmayla ilgisi olmayan bir açıklama henüz göz ardı edilemez.

Micheletti, bunun keşfedici, tanımlayıcı bir çalışma olduğunu ve farklı marka veya türdeki lensleri karşılaştırmayı veya bir hipotezi test etmeyi amaçlamadığını vurguladı. Analiz, yükün seçilen bir alt kümesini kapsıyordu. Numune boyutları küçük ve düzensizdi ve taşıyıcıların bazı konumlarında belirli bir modelin yalnızca bir merceği vardı. Lensler kasıtlı olarak ambalajından çıkarılmıştır ve kullanım veya çevresel kirlenme tamamen göz ardı edilememiştir. Kontrol lensleri fırlatma, geri dönüş veya uçuş işlemlerine tabi tutulmadı, bu da değişikliklerin özellikle harici maruziyete atfedilmesini sınırlıyor. Transmisyon spektrofotometrisinin ötesinde, görüntü kalitesi, mekanik ve klinik performans testleri henüz tamamlanmamıştır. Bulguların üreticileri veya lens modellerini sıralamak için kullanılmaması gerektiğini ve Dünya’daki rutin katarakt ameliyatı için bir güvenlik endişesi yaratmadığını söyledi.

Micheletti şunları söyledi: “Bulgular mercek malzemesi ve maruz kalma konumunun gözlemlenen değişiklikleri etkileyebileceğini gösteriyor. Paketleme, koruma ve depolama bu deneyde karşılaştırılmadı ve test etmemiz gereken bir sonraki koruyucu stratejilerdir. Mühendislik görevi gereksiz kütle eklemeden yeterli korumayı sağlamak olacaktır çünkü uzaya gönderilen her kilogram bir maliyet taşır.”

Ameliyata giden adım adım bir yol

Katarakt ameliyatında kullanılan ultrason ve akışkan sistem olan fakoemülsifikasyon sisteminin, parabolik uçuşların ürettiği kısa mikro yerçekimi dönemlerinde nasıl performans gösterdiğini araştırmayı umuyor. Bu çalışma başarılı olursa, uzun vadeli yol, sürekli mikro yerçekimi testini ve sonunda yörüngede bir cerrahi deneyi içerebilir.

“İlerlemenin kasıtlı olması gerekiyor: önce malzemeler, sonra ekipman, sonra prosedür ve en sonunda ameliyat. Uzun vadeli umudum, Dünya ötesinde ilk göz ameliyatını mümkün kılmaya yardımcı olmaktır” dedi.

“Hatırlayabildiğim kadarıyla uzaya hayrandım. İkinci sınıfta Apollo misyonları üzerine bir proje yaptım ve Apollo 13 sırasındaki liderliğiyle tanınan NASA uçuş direktörü Gene Kranz ile röportaj yapma fırsatı buldum. Bu deneyim aklımda kaldı. Göz cerrahı olduğumda bu hayranlık daha pratik bir soruya dönüştü: Uzayda ameliyat yapabilir miyim?”

JAMES’in cevaplamaya çalıştığı şey

Yayınlanan klinik raporlar, implante edilmiş lens cihazlarıyla uçan astronotları ve diğer uzay uçuşu katılımcılarını tanımlamaktadır. İmplante edilen bu cihazlar göz ve vücut tarafından korunuyordu. Daha önce üzerinde çalışılmamış olan şey, birden fazla modern GİL malzemesinin, UUİ dışında vakuma, sıcaklık döngüsüne, güneş ultraviyole radyasyonuna, iyonlaştırıcı radyasyona ve atomik oksijene doğrudan maruz kaldığında nasıl tepki verdiğiydi. JAMES, göze halihazırda implante edilmiş bir IOL’nin performansını değil, implantasyon öncesi taşıma ve depolamayı ele almaktadır. Araştırmacıların bilgisine göre JAMES, çok sayıda modern IOL materyalini doğrudan ISS dışındaki dış düşük Dünya yörünge ortamına maruz bırakan ve bunları laboratuvar analizi için geri gönderen ilk kontrollü deneysel çalışmadır.

Bu araştırmaya dahil olmayan, ESCRS sekreteri, Qvision CEO’su ve Vithas Hastaneleri, Almería, İspanya’daki Endülüs Oftalmoloji Enstitüsü tıbbi direktörü Dr. Joaquín Fernández şunları söyledi: “Giderek daha fazla insan uzaya ve daha uzun süreler boyunca gittikçe, bir noktada göz ameliyatının gerekli olması muhtemeldir. Bu nedenle, ameliyat için gerekli lenslerin ve diğer malzemelerin Dünya atmosferi dışındaki ortamlara maruz kaldığında nasıl davrandığını anlamamız zorunludur. Bugün sunulan araştırma ileri görüşlüdür ve derin uzay araştırmalarına yönelik hazırlıklarımızda şüphesiz önemli bir rol oynayacaktır.”