Katalog

Tıbbi Hedef Belirleyen Nanorobot Üretimi Yeni geliştirilen nanoteknoloji ürünü aygıtlar, nanokompozit malzemeler ve biyokimyasal hesaplamalarda gelişmiş bilgisayar programlarının kullanılabilmesi, biyolojik nanorobotların keşfedilmesine olanak sağladı. Yrd. Doç. Dr. Nihal Sarıer (İstanbul Kültür Üniversitesi) anorobotların, hastalık tanısı, tıbbi tedavi ve cerrahide çok önemli yeni yöntemler geliştirilmesine imkân sağlayacağı öngörülmektedir. Örneğin, mikrobiyoloji mühendisliğinde canlı hücreler içine dijital devrelerin yerleştirilmesi başarılmış (Yokobayashi, 2002); biyoalgılayıcılar ve ile ortam sıcaklığı hassas ve doğru olarak ölçülebilir. Erişim düzeneği: Nanorobotun yapacağı işin niteliğine ve çalışma ortamının özelliğine göre ( hücre, kan, beyin vb.) elektromanyetik, piezoelektrik, elektrostatik, elektrotermal özelliklere sahip erişim düzenekleri seçilebilir. Kamçılı canlı organizmaları (flagella) taklit edebilen kamçılarla desteklenen düzenek, kamçı hareketi yaparak ilerleyebilir. N robotik donanımın yapıya gömülmüş çok yüksek hızda bütünleşik devreler sayesinde veri işleme, enerji temini ve veri aktarımı özelliklerine sahip olması istenmektedir. Hem dış ortamda hem de canlı organizmada kullanılabilen gerçek zamanlı veri gönderebilen cihaz, nanometre boyutunda hacimsel çözünürlüğe sahiptir, bu sayede bir kimyasalın yalnızca de Enerji kaynağı: Nanorobot insan vücudunda uzun süreli olarak kalabileceği için, enerji depolamasını uzun dönemli yapabilmelidir. Bu amaçla kanın akış hızından yararlanmak, vücut hareketini enerjiye dönüştüren nanoteller kullanması gibi olasılıklar denenmektedir. Veri aktarımı: Bir sıvı ortamda iletişim sağlanacağı için, uygulamaya bağlı olarak akustik, Radyo Frekans (RFID sistemler) ya da kimyasal sinyaller iletişim ve veri aktarımı için denenmektedir. Nanorobotta 4.5kHz gibi düşük bir frekansta yaklaşık 22 mikrosaniye gecikme ile veri aktarımı mümkün olabilmektedir. Robotun üst kısmına yerleştirilen halka şeklinde bir antenin iyi bir alıcıverici olarak çalışması sağlanmaktadır. Bu nanorobotların kanser, Alzheimer, diyabet, beyinde anevrizma gibi gizli ve hızlı seyreden hastalıkların erken tanısında, daha sonra da ilaç taşıyıcı olarak kemoterapide kullanılması amaçlanmaktadır. Örneğin Alzheimer hastalığında, beyinde amiloid plaklarının oluşmasına neden olan amiloidß proteinin derişimi hastalığa bağlı olarak sürekli değişmektedir. Nanorobota yerleştirilen biyokimyasal duyargalar programlanarak, beyin sıvısında amiloidß proteininin izlenmesi mümkün görülmektedir. Nanorobot prototiplerin imalatı, insan vücudunda görev yapacakları ortamlara uygun benzetimlerle çalıştırılmaları, yakın gelecekte tıbbın hizmetine sunulacak olan nanorobotların gelişmesinde çok önemli ve heyecan verici çalışmalar olarak sürdürülmektedir. Kaynaklar: Adriano Cavalcanti, Bijan Shirinzadeh,Robert A, Freitas Jr, Tad Hogg, Nanorobot architecture for medical target identification, Nanotechnology 19 (2008) 015103, doi:10.1088/09574484/19/01/015103. Adriano Cavalcanti, Bijan Shirinzadeh,Robert A, Freitas Jr,, Kretly L C, Medical nanorobot architecture based on Nanobioelectronics, Recent Patents on Nanotechnology2007, 1, 110, Bentham Science Publishers. Metin Sitti, Brian Cusick, Burak Aksak, Alper Nese, Hyungil Lee, Hongchen Dong, Tomasz Kowalewski, Krzysztof Matyjaszewski, Dangling Chain Elastomers as Repeatable Fibrillar Adhesives, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2009, 1 (10), s.2277–2287, doi: 10.1021/am9004368 . Tıbbi nanorobotiklerin geliştirilmesinde, etkinliklerinin ölçülmesi ve izlenmesinde kullanılan ana değişkenler şöyle sıralanmaktadır: nanokinetik cihazlar geliştirilmiş (Montemagno ve Bachand ,1999; Cavalcanti ,2007; Xi,2005; Katz,1999; Lee, 2006); bakteriler fiziksel sistemlerin bileşeni olarak kullanılmış (Wendell, 2006); radyo frekansında uzaktan kumanda ile biyolojik süreçlerin yönlendirilebildiği deneysel olarak kanıtlanmıştır (Schifferli, 2002). Araştırmaların ulaştığı şu aşamada, gerçek zamanlı üç boyutlu nanorobot prototipleri denenmekte, benzetimler yapılmaktadır (Giersig, 2007; Cavalcanti, 2008; Sitti 2008). Önerilen nanorobotun, işlevlerini sürdüreceği kan, beyin, hücre içi gibi hacimlerin sıcaklık, içerdiği kimyasalların derişimi, pH gibi değişkenlerinin sürekli ve doğru olarak izlenebilmesi için küçük cihazlarla donatılmış olması istenir. rişimi hakkında değil, hacimsel dağılımı hakkında da bilgi verebilir. Kimyasal algılayıcı: Son on beş yıldır bir ortamdaki hareketi veya bir kimyasalın varlığını algılayan silikon esaslı algılayıcılar otomotivden kimya endüstrisine kadar çeşitli alanlarda kullanılmak üzere başarı ile üretilmektedir. Vücut içinde kimyasal değişiklikleri izlemek üzere bu algılayıcılar 90 45 nm boyutunda devre olarak yeniden imal edilip nanorobotik donanıma 1015 nm çapında nanotellerle bağlanmıştır. Sıcaklık algılayıcı: Bilindiği gibi belirli bir sıcaklığa sahip olan her cisim, bu sıcaklığa karşılık gelen bir elektromanyetik radyasyon yayar. İnsan vücudu da, sıcaklığına bağlı olarak belirli bir frekans aralığında IR (kırmızı ötesi) ışık yaymaktadır. IR radyasyonun frekansına ve şiddetine duyarlı olan bir çip İmalat teknolojileri: İnsan vücudu içinde hareket edebilecek ve sürekli ölçüm alabilecek nanoCBT 1201 / 14 26 Mart 2010