Mümkün olduğu kadar ‘normale’ yakın bir hayat yaşamak birçok engellinin temel amacıdır. Araştırma genellikle bunu mümkün kılmada başarılıdır ve birçok büyük yenilik plastikler olmadan mümkün olmazdı.

Plastikler protezlere uzanıyor
İnsanlarda makineler gibi bazen hasar alabilir, hatta kalıcı olarak bozulabilir ve bu da çeşitli derecelerde engellerle sonuçlanabilir. Bunlardan bazıları onarılamaz, çünkü kaydedilen tüm ilerlemelere rağmen, modern tıp hala kör bir kişinin görmesini veya sağır bir kişinin duymasını sağlayamıyor. Kesilmiş bir uzvu “yeniden büyütmenin” herhangi bir yolunu da sunamaz. Bunu telafi etmek için doktor ve mühendislerden oluşan ekipler, özellikle polimerler sayesinde sürekli olarak iyileştirilmekte olan protezler geliştirmektedir. Kesinlikle güçlü, çürümez, kolayca kalıplanabilir ve hafiftirler, ancak avantajları sadece bunlar değildir!

Polimerlere odaklanmak
Dünya Sağlık Örgütü’ne göre, dünyada 250 milyondan fazla insan görme engellidir (görme keskinliği daha iyi olan gözde 3/10’dan azdır), yaklaşık 40 milyonu ise tam körlükten muzdariptir. Gerçek bir oküler protezin geliştirilmesi, hatta bazıları biyonik gözden bahsetmektedir, bu nedenle, bir avuç insana yardım etmeyi amaçlayan bir heves değildir. Birçok üniversite ve özel araştırma merkezi, araştırmalarını zayıf görmenin başlıca nedenlerinden biri olan retina dejenerasyonunu engellemeye (hatta durdurmaya) odaklıyor. Retina, ışığın giriş noktasıdır ve görmede çok önemli bir rol oynar. Bozunduğunda ışık da geçemez ve beyin onu görüntüye dönüştüremez.

Silikon bazlı polimerler mükemmel bir şekilde biyolojik olarak uyumludur. Bu nedenle geliştirilmekte olan biyonik gözlerde kullanılmaları mantıklıdır.

Bu araştırmanın ön saflarında yer alan ekipler arasında, Hong Kong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde (HKBTÜ) elektronik ve bilgisayar mühendisliği alanında araştırma profesörü olan Profesör Fan Zhiyong da bulunuyor. Geçen yıl, ekip çalışmalarının meyvesini Nature dergisinde açıkladı: “Elektro Kimyasal Göz” için EC-Eye adlı biyonik bir göz (türünün ilk örneği). Bu yapay göz, insan gözüyle aynı oranlara sahiptir ve her şeyden önce, gözün fotoreseptör hücrelerinin ve optik sinirin işlevlerini yeniden üretir. Bunu başarmak için göz, yumuşak kauçuk bir kılıf içine yerleştirilmiş bir sıvı metalden yapılmış esnek nano kablolara bağlı nanosensörler içerir. Her şey, biyouyumluluğuyla bilinen bir silikon polimer içinde kapsüllenmiştir. İlk sonuçlar cesaret verici olsa da, gerçek bir biyonik göze giden yol hala uzun, çünkü tam işlevli bir insan gözü için 7 milyon çözünürlüğe kıyasla şu an için çözünürlüğü 100 piksel. Ancak siyah zemin üzerine beyaz harfleri ayırt edebilir. Optik sinirden daha hantal olan nano kabloları minyatürleştirmek için hala çalışmaya ihtiyaç var. Bunu sağlamak için mutlaka polimerler kullanılacaktır. Araştırmacılar çok iyimser ve biyonik gözlerinin beş yıl içinde hem tıp alanında hem de robotik alanında somut uygulamalar bulacağını umuyorlar.

Kornea implantı: PMMA ile bir yol görmek
Korneadaki (gözün iris ve gözbebeğinin önündeki şeffaf kısmı) hastalıklar veya hasar da dünya çapında körlüğün önemli bir nedenidir. Bir yıldan biraz daha uzun bir süre önce, İsrail’deki bir sağlık ekibi 78 yaşındaki kör bir adama sentetik bir kornea nakletti. Bu implant, görüşünü geri kazanmasını sağladı. Vizyonu mükemmel değil ama artık aile üyelerini tanıyabiliyor ve metin okuyabiliyor. Kornea nakli yeni olmamakla birlikte yakın zamanda ölmüş insanlardan organ nakli yapılıyordu. Bununla birlikte, dünya çapında ilerleyici körlükten muzdarip insan sayısına göre çok az bağışlanmış kornea vardır (ihtiyaç duyulan her 70 kornea için yalnızca bir kornea mevcuttur). Bu yapay kornea bu nedenle gerçek bir buluş.

Şeffaf olmasıyla bilinen bir polimer olan PMMA, yapay kornea tasarlamak için idealdir.

CorNeat KPro adı verilen kornea implantı, doğrudan göz yüzeyine implante edilen ilk sentetik üründür. Biyometrik implantlarda uzmanlaşmış İsrailli bir start-up şirketi olan CorNeat Vision tarafından tasarlandı ve mükemmel şeffaf bir polimer olan PMMA’dan yapılmış bir lens ve %100 yapay, gözenekli ve bozulmaz bir etekten oluşuyor. İmplantasyon için kullanılan işlem nispeten basittir ve bir saatten az sürer: implant göze yerleştirilir ve ardından emilemeyen çift kollu bir iplikten üç dikiş atılır. Bu %100 polimer kornea dünya çapında yaklaşık 20 milyon insana umut verebilir.

Plastikler büyük ses çıkarıyor
Ne yazık ki, şu anda doğuştan sağır olan insanlara işitme sağlayabilecek herhangi bir işitme cihazı bulunmamaktadır. Bununla birlikte, işitmesi kötüleşen (hatta çok kötü bir şekilde) kişilerin sessizliğe kilitlenmekten kaçınmasına yardımcı olmak için küçük işitme cihazları mevcuttur. Çalışma biçimleri, genellikle kulağın arkasına yerleştirilen bir amplifikatörün sesi alması, yükseltmesi ve rahatlık için silikon bir kılıf içine yerleştirilmiş bir mini hoparlör içeren bir cihazda bir tel aracılığıyla kulağın kalbine göndermesidir.

Polimerlerin benzersiz kalıplama yetenekleri ve elektronikteki ilerlemeler, çok daha küçük, neredeyse görünmez işitme cihazları yaratmayı mümkün kılıyor.

Teknoloji mükemmel bir şekilde hakim olmasına ve son birkaç yılda çok az kayda değer gelişme göstermesine rağmen, araştırmalar artık bu protezleri görünmez kılmak için minyatürleştirmeye çalışıyor. Bazı markalar tamamen kulak içi işitme cihazları sunmaktadır. Mikrofon, amfi ve kulaklık nohuttan büyük değil. Her şey, yalnızca kulak kanalına mükemmel bir şekilde oturmasını değil, aynı zamanda ve hepsinden önemlisi, büyük rahatlık sağlamak için yumuşak, bazen köpüklü bir polimer veya silikondan özel olarak kalıplanmıştır.

Koklear implantların performanslarını bozabilecek nemden korunmaları gerekir. Yeni polimer bazlı nano kaplama teknolojileri bunu mümkün kıldı.

Bazen bu cihazlar artık yeterince etkili olmayabilir. O zaman, ciddi işitme kaybı olan kişilerin sese daha iyi erişmesini sağlayan bir cihaz olan koklear implantı düşünmek mümkündür. Bu implant kokleaya (iç kulağın işitmeyi sağlayan kısmı) yerleştirilir ve işitme sinirini uyarır. Kesinlikle etkilidir, ancak çok gizli değildir, çünkü implant görünmez olmasına rağmen, oldukça görünür olan bir kulaklık ve bir antenden oluşan bir dış parçadan ayrılamaz. Ancak bu teknoloji yavaş yavaş gelişiyor. Nano kaplama işlemi kullanılarak, cihazı korumak için vakum altında mikron kalınlığında bir polimer tabakası, genellikle PTFE veya vinil asetat uygulanır. Polimer tüm boşluklara nüfuz eder ve yüzeylerine bağlanır. Bu tam koruma sağlar. Mükemmel yalıtımlı iç ve dış bileşenler, cihazları neme karşı dayanıklı hale getirir. Bu, bakım gereksinimlerini azaltır ve ünitenin ömrünü uzatır.

Kulak eksikliklerini gidermek için polimerler
Tam anlamıyla bir engel olmasa da, bazı insanlar dış kulaksız doğarlar veya örneğin yanıklarla sonuçlanan bir kaza sonucu dış kulağını kaybetmiş olabilirler. Genel olarak, bu işitme sistemini etkilemez, ancak şekli bozar.

Bir kulak kepçesinin rekonstrüksiyonu, özel olarak kalıplandıktan sonra derinin rengine uyacak şekilde boyanan silikon bazlı bir polimerin kullanımını içerir.

Polimerler sayesinde artık eksik ya da hasar görmüş bir dış kulağı yeniden yapılandırmak mümkün. Genellikle doğuştan gelen bir soruna bağlı olan ilk durumda kıkırdak eksiktir ve dış kulak desteklenmez ve aşağı sarkar. Kıkırdak, mükemmel biyouyumlu ve gözenekliliği neovaskülarizasyona izin veren gözenekli, yüksek yoğunluklu bir polietilen olan Medpor’dan yeniden oluşturulabilir. Ölçüye göre yapılır, oldukça uzun bir cerrahi işlem sırasında kulak kepçesinin derisine yerleştirilir ve sarılır. Aynı malzemenin, örneğin bir burnu veya çeneyi yeniden inşa etmek için implant şeklinde kozmetik cerrahide de kullanıldığını unutmayın.
İkinci durumda, tüm dış kulak (kıkırdak ve deri) artık mevcut değildir. Ölçüye göre yapılan bir dış kulak, tıbbi sınıf silikon kullanılarak oluşturulabilir. Bu bir protez ve daha spesifik olarak bir epitezdir. Prosedür çok daha az invazivdir, çünkü protez kafaya kemiğe sabitlenmiş implantlar vasıtasıyla tutturulur.

Protezlerin derilerinin altında plastikler bulunur.
Son yıllarda üst ekstremite protezleri alanında büyük ilerlemeler kaydedilmiştir. Bugün, nesneleri kıstırıp kavrayabiliyorlar ve amputelere daha fazla bağımsızlık veriyorlar. 3D baskı sayesinde artık polimer protezleri daha düşük maliyetle üretmek mümkün. Ancak yakın zamana kadar hiçbir protez dokunma hissini geri veremezdi. Bir ampute için, yumurtayı proteziyle kavramak problemli olabilir, çünkü bu his olmadan yumurta genellikle forseps tarafından ezilir. 2017 yılında ilk büyük iyileştirme yapıldı. Bu, yıllarca süren araştırmalardan sonra, Star Wars destanının kahramanına saygı duruşunda bulunan Luke adında bir protez eli başarılı bir şekilde pazara sunan Amerikan şirketi Deka’nın işiydi. Kesilen uzvun sinir uçlarına elektrotlarla bağlanan teflon, silikon ve polyesterden yapılan bu el, karmaşık hareketler yapabiliyor ve manipüle edilen nesnenin kıvamına uyum sağlıyor. Hasta proteze bilgi iletmek için kaslarını kullandığında, protez tuttuğu nesnenin kırılgan olup olmadığını tam olarak bilir

Teflon ve silikon bazlı bu yeni yapay el, kavranan nesnenin kırılganlık derecesini tanıyabiliyor.

Polimerler ısıyı hisseder
O halde bir ilk adım, ancak dünya çapında, bu temel duyuyu geri kazanmak için embriyonik bir sinir sistemi içeren bir tür yapay deri tasarlamak üzere yola çıkan çok sayıda laboratuvar için yeterli değil.

En son yayınlar arasında Amerika Birleşik Devletleri’ndeki Stanford Üniversitesi’nin Seul Ulusal Üniversitesi (Güney Kore) ile işbirliği içinde yaptığı yayın yer almaktadır. Yayın da sinir sistemine bağlandığında en ufak bir okşamayı algılayabilen ultra hassas bir polimer dokunsal sensör (gerisi çok gizli) geliştirdiğini iddia ediyor.

Yazarlara göre şu an için testler böcekler, hamamböcekleri üzerinde gerçekleştirilmiş ve kesin sonuç vermiştir.

Hissedebilen suni deri tasarlamak, dünyadaki birçok laboratuvarın hedefidir. Polimerler tarafından da üstlenilen bir zorluk!

Avustralya’da Royal Melbourne Institute of Technology’de acıyı, sıcağı ve soğuğu hissedebilen yapay bir deri üzerinde çalışmalar yapılıyor. Bir okşama ile sokmayı ayırt edebilen türünün ilk örneği olacaktı. Karbon bazlı iletken bir malzeme içeren (aynı zamanda çok gizli) esnek bir kompozit polimere dayalı elastik elektronik devreler oluşturularak tasarlanmıştır. Devreler, basınç sensörleri ile donatılmıştır ve her şey, bir çıkartma kadar ince bir biyo-uyumlu silikon tabakası üzerine yerleştirilmiştir. Kuşkusuz, bu hala sadece bir prototip, ancak bu deri birkaç yıl içinde protezlerde kullanılabilir. Deri greftlerine invazif olmayan bir alternatif olarak da kullanılabilir.

Son olarak, çalışma daha eski olmasına rağmen, 2014 yılında başka bir Amerikalı-Koreli grup, şeffaf bir polimer olan polidimetilsiloksandan bir cilt oluşturduklarını duyurdu. Çok yoğun bir silikon ve altın nanotel ağı içeren derileri, basıncı, sıcaklığı, esnemeyi ve nemi algılayabilir. O zamandan beri ekip başka bir duyuru yapmadı. Bu alışılmadık bir durum değil, çünkü çoğu zaman olduğu gibi, ilk sonuçlar çok ümit verici olsa da, projenin tamamlanmasına giden yol genellikle birkaç yıl hatta on yıllar alıyor.

Össur tarafından geliştirilen karbon fiber tabanlı Cheetah bıçağı artık Paralimpik Oyunlarında podyumun müdavimlerinden biri.

Görüldüğü gibi kol ve özellikle el protezleri asli fonksiyonlarını yerine getirmekte ve yıldan yıla gelişmektedir. Bacak protezleri ihmal edilmemelidir..

Silikon, karbon ve cam elyafı veya epoksi reçinesi gibi polimerik malzemeler gerçek bir ilerleme kaydedilmesini sağlamıştır. Daha konforlu, daha esnek ve daha dinamik olan yeni nesil protezler, kullanıcıya neredeyse doğal bir yürüyüş sağladığı için engelliliği adeta unutturuyor.

Günlük hayatı kolaylaştıran polimerler
Engelli insanların yaşamlarını iyileştirmek, mutlaka fizik veya malzeme bilimi doktorları tarafından yönetilen teknolojik başarıları gerektirmez. Pek çok şirket, engelli insanların günlük yaşamlarını basitleştirmek için tasarlanmış nesneler icat ediyor ve düzenli olarak piyasaya sürüyor. Mutfaktan banyoya tüm yaşam alanları söz konusu ve plastikler belirleyici rol oynuyor. Örneğin, kapıları tamamen polyesterden kalıplanmış küvetler vardır. Mutfakta çatal bıçak takımı ve tencereler, daha iyi tutuş sağlamak için ABS kaplı ve hatta silikon kaplı kulplarla yeniden icat edildi.

Engelli bir kişi bu küçük araca tekerlekli sandalyesinden inmeden binebilir ve kullanabilir.

Bir Çek şirketi, tekerlekli sandalye kullanıcılarının daha bağımsız olmalarını sağlamak için ön kapısı ve rampası olan küçük bir araba tasarladı. Sürücü, tekerlekli sandalyeden inmeden araca sahip olabilir ve kullanabilir. Arabanın küçük bir motoru var, bu yüzden ehliyetsiz sürülebilir. Bununla birlikte, küçük bir motor genellikle düşük güç anlamında gelir.

Bunu telafi etmek için bir engelliyi, bir yolcuyu ve birkaç yüz kilo bagajı taşıyabilmek için iç donanım ve kaporta polimerden yapılmıştır. Polimerler sadece düşük ağırlıkları nedeniyle değil, aynı zamanda güvenlik standartlarını karşılayacak kadar güçlü olmaları ve tasarım açısından her türlü yaratıcılığa izin vermeleri nedeniyle kullanılmaktadır.

Plastikler yuvarlanmaya devam ediyor!
Tekerlekli sandalyeler zengin ülkelerde lüks ürünler olmasa da, bu başka yerlerde daha az geçerlidir. Amerikalı bir mühendis olan Don Schoendorfer, Fas’a yaptığı bir gezi sırasında engelli bir kadının kendisini toprak yolda sürüklediğini görünce nasıl şok olduğunu anlatıyor. Daha sonra, dünyadaki 75 milyondan fazla insanın tekerlekli sandalyeye ihtiyacı olduğunu ancak bunu karşılayamayacak durumda olduğunu keşfetti. 22 yıl önce, STK Free Wheelchair Mission’ı kurmaya karar verdi ve ilk nesil ucuz, konforlu ve son derece güçlü tekerlekli sandalyeler tasarladı. Güçlü ve ucuz bir plastik olan polipropilenden yapılmış bir bahçe sandalyesinden yapılmıştır, farklı boyutlardaki insanları rahatça oturabilir, geri dönüştürülebilir, hortumla yıkanabilir ve üretimi kolaydır.

Ücretsiz Tekerlekli Sandalye Misyonu adındaki sivil toplum örgütü, en fakir insanlar için ucuz ama güçlü ve konforlu tekerlekli sandalyeler tasarlar ve dağıtır.

Butil kauçuk, silikon ve poliamidden yapılmış arazi tipi ATV lastikleri, tekerlekli sandalyenin engebeli, kayalık ve çamurlu arazide geçmesine olanak tanır. Aynı zamanda, sahibinin boyuna ve engelliliğine göre ayarlanabilen bir polipropilen ayaklık ve rahatlık ve basınç yaralarını önlemek için genellikle poliüretan olmak üzere köpüklü polimerlerden yapılmış bir yastığa sahiptir. Çelik boru çerçeve hepsini bir arada tutar.

GEN_1 adlı bu tekerlekli sandalyenin yerini, yine STK tarafından geliştirilen GEN_2 ve GEN_3 adlı iki yeni model aldı.
2001’den bu yana Misyon, tekerlekli sandalyelerini yerel ortaklar tarafından monte edilmek üzere dünya çapında 94’ten fazla ülkeye sevk etti. Toplamda 1,3 milyondan fazla insan Serbest Tekerlekli Sandalye Misyonu’nun fedakarlığından yararlandı.

Bazı şirketler tekerlekli sandalyede devrim yaratmanın ve hatta onu iki tekerlekli elektrikli makineler olan jiropodlardan esinlenen çok daha gelişmiş bir teknolojiyle değiştirmenin yollarını arıyor. Yalnızca alt uzuvlarında felç olan kişiler için tasarlanmıştır ve iki pozisyon sunma avantajına sahiptir: biri geleneksel tekerlekli sandalyede olduğu gibi otururken, diğeri örneğin başını kaldırmadan bir tartışma yapabilmek için ayakta veya sadece yardım istemek zorunda kalmadan yükseklikteki bir nesneyi almak için. Bu nedenle belden aşağısı felçlilerin neredeyse normal bir yaşam sürmelerine izin verirler. Kullanıcının ayakta dururken, otururken ve yuvarlanırken mükemmel şekilde desteklenmesi için oturma sistemine özel dikkat gösterilmiştir. Tamamı polimer köpükle kaplanmış kalçalık, dizlik ve bacak destek sistemiyle neredeyse lüks bir spor arabanın kova koltuğuna benziyor. Oturma yeri iç veya dış mekanlarda kullanılabilir ve poliamid gibi yağmura karşı son derece dayanıklı bir malzeme olan sentetik bir dokuma kumaşla kaplanmıştır.

Fransız şirketi Gyrolift, jiropod teknolojisini kullanarak tekerlekli sandalye konseptini yeniden icat etti.

Ayağa Kalk ve Yürü!
Bacakları felçli insanlara yürüme yeteneği kazandırmak için dış iskelet teknolojisi kullanılıyor. Askeri modeller sağlam insanların ağır yükleri taşımasına yardımcı olmak için tasarlanırken, tıbbi kullanım için dış iskeletler bacak kasları hareketsiz olan insanları dik tutmak ve düşmelerini önlemek için kullanılır. Bunu yapmak için, yüksek düzeyde konfor sağlarken alt ekstremitelerin ve pelvisin morfolojisine uyarlanmaları gerekir.

Robotik parçalar metalden yapılmış olsa da hepsi vücutla temas noktalarına bağlı olarak az ya da çok köpüklenen farklı polimer malzemelerle kaplanmıştır. Üst gövde, örneğin jimnastik yer minderlerinde kullanılanla aynı, polietilen bazlı bir köpükle kaplanmış çok sert bir arkalığa bastırılır. Bazı rehabilitasyon merkezleri bunları zaten kullanıyor ve tasarımcılar sürekli olarak günlük kullanım için çok daha ucuz modeller geliştirmeye çalışıyor.

Dış iskeletler belden aşağısı felçlilerin tekrar yürümesini sağlayabilir. Rahat olmaları için farklı polimer köpüklerle doldurulmuşlardır.

https://plastics-themag.com/Plastics-reach-out-to-prosthetics

https://plastics-themag.com/Polymers-that-make-everyday-life-easier