Flep takibinde pH  biosensor tasarımı ve etkinliğinin ın vivo flep modelinde değerlendirilmesi
Design of a novel pH  sensor for flap monitoring and evaluation of its efficacy in an in vivo flap model
Yazar: CAN EGE YALÇIN
Danışman: PROF. DR. HAKAN ARSLAN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Cerrahpaşa Tıp Fakültesi / Plastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Plastik ve Rekonstrüktif Cerrahi = Plastic and Reconstructive Surgery
Dizin: Anastomoz-cerrahi = Anastomosis-surgical ; Elektrokimyasal sensörler = Electrochemical sensors ; Mikrocerrahi = Microsurgery ; Nanosensörler = Nanosensors ; Plastik cerrahi =   ; Rekonstrüktif cerrahi prosedürleri = Reconstructive surgical procedures

Özet:
Giriş: Rekonstrüktif cerrahide serbest doku nakli, besleyici damarları ile birlikte transfer edilen dokuların, doku defektlerini onarmak amacıyla alıcı bölgeye mikrocerrahi tekniklerle taşınmasıdır. Günümüzde hala altın standart takip yöntemi olarak klinik izlem kullanılmaktadır. Objektif, laboratuvar-teknolojik flep takip modalitelerinin keşfedilmesi ve geliştirilmesi gerekmektedir. Çalışmamızın amacı flep dokusuna gömülebilecek bir pH sensörünün tasarım ve üretimi sonrasında bu sensörün hem arteriyel hem de venöz kaynaklı flep kaybını öngörmekteki etkinliğini test etmektir.
Gereç ve Yöntem: Bu çalışma iki aşamada gerçekleştirildi. İlk aşamada Yıldız Teknik Üniversitesi Fizik Bölümü ile in vitro çalışmaları takiben pH sensörleri üretildi. Üretilen pH sensörlerinin laboratuvar ortamında işlevselliği test edildikten sonra 3 ayrı sıçanda dokudaki etkinliğinin tespiti ve deney modelinin belirlenmesi amaçlı ön çalışmalar gerçekleştirildi. Au/GS/nSi Schotkky diyot yapılı sensör prototipinin kullanılmasına karar verilerek ikinci aşamaya geçildi. Toplam 15 sıçanda, kasık flebi kaldırılmasını takiben flep pedikülü femoral arter ve ven olacak şekilde iskeletize edildi. Gruplara (n=5) göre 20 dakika bazal ölçümleri takiben gruplara göre 20 dakika arter/ven veya pedikül oklüzyonu altında, 20 dakika oklüzyon kaldırıldıktan sonra ve tekrar 20 dakika oklüzyon altında ölçüm alındı. 
Bulgular: Arter ve ven gruplarında oklüzyonlar sinyal pikleri olarak ortaya çıkarken, pedikül grubunda oklüzyonu takiben karakteristik gürültülü akım değerleri gözlenmiştir. Ortalama yanıt süresi arter, ven ve pedikül grupları için sırasıyla 104,8 (60-214), 130 (84-180) ve 170 (100-266) saniye olmuştur.
Sonuç: Üretilmiş olan pH sensörü, flep takibinde maliyet-etkin ve güvenilir bir araç olarak karşımıza çıkmıştır. Bu tekniğin biyoemilebilir, uzaktan kontrol edilebilir ve insanda çalışır türlerinin oluşturulabilmesi için ileri çalışmalara ihtiyaç olacaktır.

Abstract:
Introduction: In reconstructive surgery, free tissue transfer involves moving tissue with its blood supply to the recipient site via microvascular techniques to repair tissue defects. Currently, clinical observation remains the gold standard for flap monitoring. However, objective, laboratory-based technological monitoring modalities are needed. This study aims to design and produce a pH sensor that can be embedded in flap tissue and to test its effectiveness in predicting tissue loss from both arterial and venous sources.
Materials and Methods: In the first stage, pH sensors were produced following in vitro studies conducted with the Physics Department at Yildiz Technical University. After in vitro testing, preliminary studies on three animals were carried out to assess the sensor's effectiveness in tissue and to define the experimental model. The Au/GS/nSi Schottky diode sensor prototype was then selected for further study. In the second stage, 15 epigastric flaps were elevated across three groups (n=5) depending on the occluded vessel. Each group underwent measurements as follows: 20 minutes of baseline, 20 minutes under arterial, venous or pedicle occlusion, 20 minutes after occlusion release, and an additional 20 minutes under occlusion.
Results: Signal peaks were observed during arterial and venous occlusions, while noisy current values were noted in the pedicle group post-occlusion. Average response times were 104.8, 130, and 170 seconds for the arterial, venous, and pedicle groups, respectively.
Conclusion: This novel pH sensor is a cost-effective, reliable tool for flap monitoring. Further studies are needed to develop bioabsorbable, remotely controlled versions for clinical use.