Ay: Mart 2015

Trakeanın Keşif Hikâyesi: Antik kentlerin disseksiyon odalarından günümüzün doku mühendisliği laboratuvarlarına uzanan bir yol

MÖ 3. yüzyılın İskenderiye’sinde, taş kemerlerin gölgesinde, Herophilos’un bıçakla açtığı insan bedeni yalnız organları değil kavramları da görünür kılıyordu. Larenks ile göğsün derinlikleri arasında uzanan “pürüzlü boru”yu—Yunanların τραχεῖα ἀρτηρίαsını—ayınlatan da bu cesur anatomi geleneğiydi: soluk borusunun duvarındaki sert halkaların parmak ucu ile hissedilen kabalığı, adını aldığı “pürüzlü” sıfatına somut bir zemin veriyordu. Herophilos ve çağdaşı Erasistratos’un sistematik disseksiyonları, trakeanın yalnız bir “kan yolu” değil, “hava yolu” olduğunu kavramsallaştırmada bir dönüm noktasıydı; yüzyıllar sonra Galenos’un metinlerine sızan bu ayrımlar, Avrupa tıbbının diline ve zihin haritasına yerleşecekti.

Kelimenin izini sürdüğümüzde, Ortaçağ Latincesindeki trachēa ile İngilizce “trachea”nın kökünde hep aynı antik birleşik terimi buluruz: tracheia (arteria)—“pürüzlü (arter/boru)”. Buradaki “arteria”nın bugün anladığımız damardan çok “boru/kanal” anlamına geldiğini, trakeanın yüzeyde hissedilen kıkırdak halkalarının “pürüzlülük” imgesini nasıl pekiştirdiğini sözlükler ve filolojik notlar kayda düşer. Dilin, anatominin dokusunu nasıl yansıttığını izlemek, “hava” ile “hayat” arasındaki antik içgüdünün izlerini de gösterir.

İşin cerrahi kısmı ise antik tıp polemiklerinin tam ortasında doğdu. Trakeotomi fikrini MÖ 1. yüzyılda Asclepiades’in dillendirdiği, MS 2. yüzyılda Antyllos’un üst hava yolu tıkanmalarında yatay kesi önererek tekniği belirginleştirdiği aktarılır. Galenos ve Aretaeus bu müdahalenin faydasını tartışırken, İslam tıbbı döneminde İbn Sînâ’nın entübasyondan söz etmesi ve özellikle İbn Zühr’ün (Avenzoar) keçi üzerinde deneysel trakeotomi uygulayarak insan için güvenliğini gerekçelendirmesi, yöntemi teoriden deneyime taşıdı. Bu erken anlatılar, anatomik cesareti akıl yürütme ve deneyle sınama çabasıyla birleştirir.

Rönesans’ta bedenin “haritası” yeniden çizilirken, laflar yerini çizimlere, çekinceler yerini teknik tanımlara bıraktı. Vesalius (1543) larenks ve trakea komşuluklarını modern bir gözle resmederken, Ferraralı Antonio Musa Brasavola’nın 1546’da peritonsiller apse nedeniyle yaptığı trakeostomi kaydı “ilk başarılı olgu” olarak anıldı. Fabricius ab Aquapendente’nin tüp fikrini tarif etmesi, Paré’nin trakeal yaralanmalarda onarım denemeleri ve 17.–18. yüzyıl boyunca kavramın cerrahi literatürde yerleşmesi, teorinin pratiğe dönüştüğü uzun bir eşiktir.

19. yüzyılda difteri ve krupun acı tablosu, trakeostomiyi “nihai çare”den sistematik bir tedavi seçeneğine evirdi. Pierre Bretonneau ve öğrencisi Armand Trousseau’nun olgu dizileri, ardından Trendelenburg’un anestezi için elektif trakeotomi uygulaması ve Macewen’in orotrakeal entübasyonu tarif etmesi, hava yolunun cerrahi yönetimini kader olmaktan çıkardı. Bu dönemin metinleri, “yüksek mi, alçak mı?” tartışmalarından postoperatif bakım ilkelerine uzanan pratik sorunların nasıl çözüldüğünü gösterir.

20. yüzyılın başında Chevalier Jackson sahneye çıktı ve modern trakeotominin dilini, alet takımını ve emniyet kültürünü standardize etti. Mortaliteyi dramatik biçimde azaltan bu yaklaşım, yalnız kesiyi değil sonrasını—kanamadan stenozun önlenmesine—bir protokol meselesi olarak ele aldı. Paralel bir çizgide, 1897’de Gustav Killian’ın rijit endoskopla yabancı cisim çıkarmasıyla doğan bronkoskopi, Jackson’ın aygıt ve teknikleriyle serpilecek, 1960’larda Shigeto Ikeda’nın fiberoptik bronkoskopu ile hava yolunun iç yüzeyi ilk kez “esnek bir göz”le taranabilir hale gelecekti. Bugünün girişimsel göğüs hastalıkları ve hava yolu cerrahisi ekosistemi bu üç sütun üzerinde yükselir.

Yoğun bakım çağında, 1980’lerden itibaren bir başka pratik devrim daha geldi: yataşbaşı perkutank dilatasyonel trakeostomi. Ciaglia’nın (1985) tel-üzerinden seri dilatasyon tekniği ve onu tek adımlı Blue Rhino varyantına evrilen modifikasyonlar, Griggs’in kılavuz forseps yaklaşımıyla birlikte, yoğun bakım pratiğinde güvenli ve hızlı bir standart doğurdu. Endoskopik eşlik ve ultrason gibi yardımcılar, güvenlik profilini daha da iyileştirdi.

Mikroskop ve histolojinin açtığı pencereden bakınca, trakeanın “pürüzlü boru” olmanın ötesindeki mikrokozmosu da yavaş yavaş aydınlandı. Henle’nin 19. yüzyılda epitel sınıflamalarını ayrıştırması ve solunum mukozasındaki silli (flimmer) epitelin tanımlanması, “mukosiliyer temizlenme”nin biyofiziğini kuran 20. yüzyıl çalışmalarıyla birleşti. Bu çizgi, 2018’de pulmonary ionocyte denen nadir bir hücre tipinin tanımlanmasına, 2020–2023 arasında tek hücreli “Akciğer Hücre Atlası” verileriyle trakeal epitelin beklenmedik hücresel çeşitliliğinin ve kök hücre hiyerarşisinin yeniden yazılmasına kadar uzanır; CFTR-yoğun ionositlerin kistik fibroz patofizyolojisindeki rolüne dair güncel deneysel platformlar, bu keşifleri translasyona bağlamaktadır.

Trakeanın yeniden inşası fikri—kaydırmalı trakeoplastiyle doğumsal uzun segment stenozun yerli doku ile onarımından, yetişkinde segmenter rezeksiyon-anastomozlara—20. yüzyılın son çeyreğinde olgunlaştı. 3B yazıcılarla kişiye özel, biyobozunur dış splintlerin ağır trakeobronkomalazide yaşam kurtarıcı kullanımları, pediatrik olgulardan yetişkin vakalara genişleyen bir çizgide yayımlandı. Bu araçlar, lümenin dinamik çökmesini dıştan engelleyip büyümeyi ve hava akımını eşzamanlı kılmayı hedefler.

Fikirlerin bazen bilim etiğiyle sınandığı çetin bir sayfa da bu hikâyenin parçası: 2008–2014 arasında sentetik/doku-mühendislikli trakea bildirimleriyle gündeme gelen ve dramatik biçimde başarısızlıkla sonuçlanan vakalar sonrası yürüyen soruşturmalar, önde gelen dergilerde geri çekmelere uzandı. Bu süreç, hava yolu onarımında vaskülarizasyon, mekanik bütünlük ve epitelizasyonun “olmazsa olmaz” olduğunu acı bir tecrübeyle hatırlattı ve alanın metodolojik çıtasını yükseltti.

Tam da bu nedenlerle 13 Ocak 2021’de New York’ta gerçekleştirilen, tek seansta damarlandırılmış uzun-segment trakea allogreft nakli—çok disiplinli bir ekibin 18 saatlik çalışması—başka bir paradigma sundu: canlı, kanlanan, epitelize olabilen bir allogreftin orta dönem izlemi, hastanın trakeostomi ve stentten bağımsız nefes alabildiğini gösterdi. Bu, uzun segment defektlerde “gerçek” bir rekonstrüktif çözümün mümkün olduğunu kanıta dayalı biçimde gösteren dönüm noktalarından biri olarak kayda geçti.

Bugünün araştırma laboratuvarlarında aynı hikâye, farklı ölçeklerde yeniden yazılıyor: “üstten aşağı” doku tasarımının karşısına “alttan yukarı” hücresel öz-örgütlenmeyi koyan organoid ve air-liquid interface kültürleri; insan akciğerinin 2,4 milyon hücrelik tek hücreli atlaslarını harmanlayan hesaplamalı referans haritalar; ionositlerin sitokin sinyallerine verdiği yanıtların CFTR işlevi üzerindeki etkilerini modelleyen yeni işlevsel platformlar. Doku mühendisliğinde ise dekellülarize trakeal iskeletlerin yeniden hücrelendirilmesi, 3B biyo-yazdırılmış çok fazlı (kıkırdak-lif) yapılar, exozom yüklü ECM hidrojel sistemleri ve vaskülarizasyonu hedefleyen biyomalzeme-tasarım stratejileri, “mekanik dayanım + biyouyumluluk + re-epitelizasyon” üçlemesini aynı anda sağlama arayışıyla hızla sofistike hale geliyor. Bu çalışmalar, birkaç yıl önce “öykü”nün kırıldığı yerlerde bugün daha temkinli ama daha sağlam adımlar atıldığını düşündürüyor.

Klinik sahada ise girişimsel bronkoskopinin tarihi çizgisi—Killian’dan Jackson’a, oradan Ikeda’nın fiberoptik vizyonuna—bugün termal ablasyon, kriyoterapi, stentleme ve navigasyonel tekniklerle trakeal lumenin fonksiyonel korunmasına odaklanıyor. Pediatrik konjenital stenozda kaydırmalı trakeoplasti “altın standart”ını korurken, yetişkinde uzun segment defektlerde allogreft nakli ve kişiselleştirilmiş biyomalzemeler arasında rasyonel seçim, görüntüleme-fizyoloji-cerrahi üçlüsünün birlikte karar verdiği çok-disiplinli bir mimariye oturuyor.

Ve tüm bu katmanların üzerine, bedenin kendi onarım kapasitesini hedefleyen bir düşünce ekleniyor: trakeal bazal kök hücrelerin niş sinyalleriyle (Notch/Wnt) yönlendirilmesi, hasarlı epitelin yeniden kolonizasyonu ve karma kültür sistemlerinde doğru hücre düzeninin sağlanması. Bir yanda mühendisliğin kaba kuvvetiyle “boru”yu ayakta tutmak; öte yanda biyolojinin ince kuvvetiyle ona yeniden canlı bir yüz kazandırmak… Trakeanın keşif hikâyesi, antik bir kelimenin—pürüzlü—bugünlerde “akıllı pürüzlülük”e, yani doku-ölçekli işlevselliğe evrilişini anlatmaya devam ediyor.

1. Kollofrath O. (1897). Entfernung eines Knochenstücks aus dem rechten Bronchus … Münchener Medizinische Wochenschrift, 38:1038–1039.
2. Jackson C. (1909). Tracheotomy. The Laryngoscope, 19(4):285–340.
3. Rath G.S., et al. (1973). Flexible Fiberoptic Bronchoscopy. Chest, 63(5):689–693.
4. Ciaglia P., Firsching R., Syniec C. (1985). Elective Percutaneous Dilatational Tracheostomy: A New Simple Bedside Procedure (Preliminary Report). Chest, 87(6):715–719.
5. Griggs W.M., et al. (1990). A Simple Percutaneous Tracheostomy Technique. Surgery, Gynecology & Obstetrics, 170(6):543–545.
6. Griggs W.M., et al. (1991). A Prospective Comparison of a Percutaneous Tracheostomy Technique with Standard Surgical Tracheostomy. Intensive Care Medicine, 17(5):261–263.
7. Ciaglia P., et al. (1992). Percutaneous Dilatational Tracheostomy: Results and Long-Term Follow-up. Chest, 101(2):464–467.
8. Barba C.A., et al. (1995). Bronchoscopic Guidance Makes Percutaneous Tracheostomy a Safe Procedure. Surgery, 118(5):879–883.
9. Tsang V., et al. (2002). Management of Congenital Tracheal Stenosis by Means of Slide Tracheoplasty or Resection and Reconstruction … Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 123(2):391–398.
10. Byhahn C., et al. (2000). Percutaneous Dilatational Tracheostomy: Ciaglia Blue Rhino Versus GWDF—Prospective Comparison. Anesthesia & Analgesia, 91(3):882–886.
11. Ambesh S.P., et al. (2002). Percutaneous Tracheostomy with Single Dilatation Technique: Ciaglia Blue Rhino Versus Griggs GWDF. Anesthesia & Analgesia, 95(6):1739–1745.
12. Grillo H.C., et al. (2004). Management of Congenital Tracheal Stenosis. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery, 25(6):1065–1073.
13. Opinel A., et al. (2011). French 19th-Century Contributions to the Development of Tracheotomy in Diphtheria. Journal of the Royal Society of Medicine, 104(6):255–260.
14. Zopf D.A., et al. (2013). Bioresorbable Airway Splint Created with a Three-Dimensional Printer. New England Journal of Medicine, 368(21):2043–2045.
15. Panchabhai T.S., et al. (2015). A Historical Perspective of Bronchoscopy: Connecting the Dots. Annals of the American Thoracic Society, 12(5):631–641.
16. Mehta C., Mehta Y. (2017). Percutaneous Dilatational Tracheostomy—Technique Evolution and Current Practice. Indian Journal of Critical Care Medicine, 21(4):176–182.
17. Shieh H.F., et al. (2017). Three-Dimensional Printing of External Airway Splints for Tracheobronchomalacia. Translational Pediatrics, 6(1):63–71.
18. Montoro D.T., et al. (2018). A Revised Airway Epithelial Hierarchy Includes CFTR-Rich Ionocytes. Nature, 560(7718):319–324.
19. Plasschaert L.W., et al. (2018). A Single-Cell Atlas of the Airway Epithelium Reveals the CFTR-Rich Pulmonary Ionocyte. Nature, 560(7718):377–381.
20. Travaglini K.J., et al. (2020). A Molecular Cell Atlas of the Human Lung from Single-Cell RNA Sequencing. Nature, 587(7835):619–625.
21. Genden E.M., et al. (2021). Single-Stage Long-Segment Tracheal Transplantation. New England Journal of Medicine, 384:e9.
22. Mahase E. (2023). The Lancet Retracts Two Papers on Tissue-Engineered Trachea. BMJ, 383:p2529.
23. Mudry A. (2023). Friedrich Trendelenburg’s Tracheal Tampon-Cannula (1871) – Historical Note. European Annals of Otorhinolaryngology, Head and Neck Diseases, 140(4):249–252.
24. Aravena C., et al. (2023). Innovation in Rigid Bronchoscopy—Past, Present, and Future. Journal of Thoracic Disease, 15(7):3867–3882.
25. Vilà-González M., et al. (2024). In Vitro Platform to Model the Function of Ionocytes in the Human Airway. Respiratory Research, 25:xx.
26. Nakatani T., et al. (2024). Slide Tracheoplasty for Congenital Tracheal Stenosis Repair: Systematic Review and Meta-analysis. Pediatric Surgery International, 40(1):84.
27. [Mount Sinai Tracheal Transplant Program] (2021–2024). Programmatic Reports and Early Clinical Experience. Kurumsal raporlar/olgu bildirimleri.
28. Yuan F., et al. (2023). Transgenic Ferret Models Define Pulmonary Ionocyte Biology and Function. Nature, 620:xx–xx.
29. [Kliniko-translasyonel çalışma] (2023). Pulmonary Ionocytes Regulate Airway Surface Liquid pH in Humans. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 208(12):xx–xx.
30. [Klinik seri] (2025). Slide Tracheoplasty in Long-Segment Tracheobronchial Stenosis. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, xx(x):xx–xx.