20 cent’lik kağıt teknolojisi ile sağlık sektöründe devrim yaratacak

DİDEM ERYAR ÜNLÜ

Santrifüj cihazı ilk kez 1864 yılında sütü kaymağından ayırmak için Antonin Prandtl tarafından icat edildi. 1869 yılında ise Friedrich Miescher tarafından ilk kez laboratuvarda santrifüj cihazı kullanıldı. Santrifüj şöyle tanımlanıyor: “Kan ve değişik solüsyonlar gibi ağırlıkları farklı maddelerin yer çekimine bağlı olarak deney tüplerini yüksek hızla döndürerek ayrışmasını sağlayan laboratuvar aleti.”

Santrifüjle ayırma; süspansiyon halindeki parçacıkları yer çekimi ivmesinden daha büyük bir kuvvetle ve hızla ayırma temeline dayanıyor. Ağır maddeler tüpün alt kısmında, hafif parçalar ise tüpün üst kısmında toplanıyor.

Santrifüjün hızını ayarlamak amacıyla motorun voltaj desteğini değiştiren bir potansiyometre kullanılıyor. Dakikada dönüş hızı ise (rpm) olarak gösteriliyor.

Stanford bioloji mühendisi Manu Prakash tarafından geliştirilen ve “Paperfuge” adı verilen kağıttan santrifüj ise sağlık sektörü için bir tür mucize olarak değerlendiriliyor.

Maliyeti 20 cent

Paperfuge’un maliyeti sadece 20 cent. Santrifüjün yerine geçen bu alet, dakikada binlerce kez dönerek solüsyonların ayrışmasını sağlıyor. Paperfuge, HIV ve sıtma gibi hastalıkların teşhisinde çok önemli bir adım olarak değerlendiriliyor. Bunun nedeni, elektrik, motor, pahalı yedek parça ihtiyacı olmayan Paperfuge’un dünyanın en fakir bölgelerinde kullanılabilecek olması.

“Bu dünyada elektriği olmayan, altyapıdan yoksun, yolu olmayan milyonlarca insan var. Oysa bu insanların sağlık ihtiyaçları bizden farklı değil” diyen Prakash’ın laboratuvarı işte bu düşünceden hareketle kağıttan santrifüj olarak tanımladıkları Paperfuge’u geliştirmiş. Yüzyıllık tarihi olan bir oyuncaktan esinlenerek üretilen Paperfuge, elle çalışan; kağıt, ip ve plastikten üretilen bir santrifüj. Dakikada dönüş hızı 125 bin rpm. Bu hız, 90 saniyede kan örneğinden plazmayı ayrıştırmak için yeterli bir hız. Karşılaştırma yapmak gerekirse, tanı ve araştırma laboratuvarlarında kullanılan ticari santrifüjlerin ulaştığı en yüksek hız 15,800 rpm ve plazma ayrıştırmaları 2 dakika sürebiliyor. Ayrıca bu santrifüjler elektrikle çalışıyor, oldukça ağır ve binlerce dolar maliyet anlamına geliyor. Paperfuge’un ağırlığı sadece 2 gram, maliyeti ise 20 cent.

Kağıttan mikroskop tasarladı

Prakash, kağıt teknolojisine yabancı bir isim değil aslında. 2012 yılında Foldscope adını verdiği katlanan kağıt mikroskopu geliştirmiş. Bu mikroskopu geliştirirken origami’den etkilenmiş. Mikroorganizmaları görmeyi sağlayan kağıt mikroskopun maliyeti bir dolardan az. Prakash’ın yarattığı bu cihazlar “tutumlu bilim” felsefesine dayanıyor. Hedef güçlü ama ulaşılabilir cihazlar geliştirerek, dünya genelinde bilim ve tıp alanında derin etkiler yaratmak.

Paperfuge da bu felsefeye dayanıyor. Uganda’yı ziyaret eden Prakash, ülkenin ücra köşelerindeki klinikleri ziyaret etmiş. Doktorların ve teknisyenlerin ihtiyaçlarını sorgulamış. Ziyareti sırasında çok sayıda çalışmayan, tamir edilemeyen cihaza şahit olmuş.

CEPTE TAŞINIYOR

Prakash’ın takımı, sistemi teorik bir modele dönüştürdükten sonra, detaylarını Nature Biomedical Engineering dergisinde yayınladılar. Paperfuge’un en iyi sonucu vermesi için kullanılan lastikten, diskin çap ölçüsüne kadar her bir alternatif test edildi. Sonunda, kağıt mikroskop Foldscope için kullanılan sentetik kağıtta karar kılındı. Sentetik kağıt, çok sayıda ülkenin parasını bastığı kağıt türü. Sentetik kağıttan elde edilen diskin her iki tarafı suya dayanıklı polimer filmlerle kaplandı. Bugün dünyanın en fakir bölgelerindeki insanlar Paperfuge kullanabiliyor. Hatta doktorlar kağıttan santrifüjleri ceplerinde taşıyabiliyorlar. Bu teknolojinin özellikle de sınırlı kaynakları olan bölgelerde sağlık açısından çok önemli katkı sağlaması bekleniyor.

ÇÖZÜM OYUNCAKLARDA

Paperfuge, insan gücüyle çalışan ilk santrifüj değil. Öncesinde benzer girişimler olmuş, fakat her biri oldukça maliyetli ve yeterince etkili olmayan sonuçlar vermiş. Prakash ise, “Bizim için önemli olan ilk olmak değildi, sınırları zorlamaktı. Kesin bir çözüm yaratmak istedik” diyor. Prakash’ın takımı bu çözümü oyuncaklarda bulunuyor; çünkü oyuncakların mekanizmalarındaki basitlik, sadece keyif vermiyor, aynı zamanda düşünmelerine de yol açıyor. Paperfuge, yaratıcı insanların etrafl arını inceleyerek yeni düşünceler yaratabilmesinin en güzel örneklerinden birisi. Düşüncenin ilham aldığı oyuncak, binlerce yıllık tarihi olan fırıldak. Bir lastik ipe düğme veya yuvarlak bir disk takıyorsunuz, lastiğin iki kenarından çekip çekip bırakıyorsunuz. İpteki yuvarlak cisim ise bir o yana bir diğer yana hızla dönüyor. Prakash düşüncenin nasıl ortaya çıktığını şöyle anlatıyor: “Son derece basit bir tasarım söz konusu. Bir gece bu oyuncağı yaptım. Lastiğin her iki tarafından çektiğimde, düğmenin 10 bin ile 15 bin rpm hıza sahip olduğunu gördüm. İhtiyacım olan da buydu. Dönüş hızını artırmak için ise seçilmesi gereken malzeme kağıttı.”