Nanometre, metrenin milyarda biri kadar olan bir ölçüdür ve yaklaşık on atomluk bir genişliği kapsamaktadır. Nanoteknoloji ise, nano boyuttaki sistemlerin ve cihazların tasarımı ve üretimi ile ilgilenen teknolojidir. Nanoteknolojinin tıbba uygulanması düşünülerek nanotıp dalı doğurulmuştur. Burada ise hedeflenen, günümüz tıbbının metotlarıyla çözüme gidilemeyen sorunları nanoteknoloji sayesinde kökten çözmektir. Nanoteknolojinin; hasarlı dokuların onarılması, kanserli hücrelerin tamamen yok edilebilmesi, ilaçların yan etkilerinin ortadan kaldırılması ve hastalıkların tedavisi gibi alanlarda başarılı uygulamalar yapabileceği öngörülmektedir.
Nanoteknolojinin en önemli kullanım alanlarından biri şüphesiz tıp olacaktır. Trilyonlarca nanorobotun teşhis ve tedavi için damarlarımızda dolaşması günümüzde hayal olarak görülmemesi gereken bir durum. Zira çok yakın bir gelecekte nanoteknoloji, tıp alanında önemli gelişmelere imza atacaktır.
Image: nanobioartcom
“Nano” kelimesi Latince olan “nanus” kelimesinden kökleniyor ve “cüce” anlamına geliyor. Bilim alanında ise metrenin milyarda birini ölçen birim olarak kullanılıyor. Bu anlamda nanotıp ifadesi, hastalıkların ve tedavilerin 0.000 000 001 (bir birimin milyarda biri) birimdeki tedavisini sağlayan teknoloji anlamını taşıyor.
Hastalıklarımız, yaralanmalarımız, vücutta gerçekleşen bütün fiziksel bozukluklarımız ve hatta oluşan herhangi bir reaksiyon dahil bütün olaylar moleküler düzeyde gerçekleşiyor. Yani aslında bilim var olageldiğinden beri nanoboyuttaki yapılarla ilgileniyor (hücreler gibi).
Günümüzde nanoteknolojinin potansiyel yararlarının büyük kısmı moleküler düzeyde üretim özelliğine sırtını dayamış durumda. Bu sayede daha kaliteli ve daha hesaplı, aynı zamanda da daha kullanışlı ürünler elde edilmesi hedeflenmiş. Örneğin, nanoteknolojinin tekstil sektörüne el atmasıyla beraber leke tutmayan gömlekler üreten firmalar piyasada bir adım öndeler. Bunun yanı sıra nanoteknolojinin bilişim sistemlerine uygulanması ile daha hızlı işlemciler, akıllı telefonlar ve daha uzun süre şarj tutabilen bataryalar üretilebilmiş. Nano birimdeki boyutlara inildiğinde maddenin yüzeyi, hacmine oranla daha fazla büyüdüğünden maddelere büyük miktarda sağlamlık kazandırılmış oluyor. Bu da bize, ürünlerimizin eskisinden daha hızlı olmasının yanında bir de sağlamlık gibi göz ardı edilemeyecek artı puan kazandırıyor.
Diğer sektörlerin yanı sıra nanoteknoloji, tıp alanında da mucizeler yaratmak için adaylığını koymuş durumda. Vücudumuzda gerçekleşen her olayın moleküler düzeyde cereyan ettiğini söylemiştik. Günümüzde kullanılan tıp yöntemleri moleküler boyuta inmeyi çok iyi başaramadığından, sorunların kökten çözümü için nanoteknolojik uygulamaların olması, göz kamaştıran bir alternatif olarak yerini koruyor. Örneğin, nanoteknoloji yardımıyla üretilecek olan mikro boyuttaki robotların kan dolaşımına verilmesiyle beraber damar çeperinde birikerek damar sertleşmesine neden olan lipitleri uzaklaştırabileceği, böylece kalp krizini ve damar sertleşmesini engelleyebileceği konuşuluyor. Yine aynı şekilde nanomoleküller kullanılarak ilaçların direkt hedeflenen noktaya gönderilebileceği ve bunun da uygulanan ilaçların daha etkili olmasını sağlayacağı biliniyor. Nanoteknolojinin tıp alanına uygulanmasıyla beraber, savunma sistemine nanorobotlar gönderilerek bağışıklığın kuvvetlendirilmesi ve bakteri ile virüslere karşı daha dirayetli bir organizma sağlanmış olmasının da mümkün olabileceği belirtiliyor. Hücre ve dokularda kalıcı gibi görünen hasarların da nanoteknolojik yöntemlerle tedavi edilebilecek olması da beklentiler arasında.
Nanoteknolojinin tedavi amaçlı kullanılmasının dışında insana ek özellikler kazandırabileceği öngörülüyor. Böylece insan yeteneklerinin geliştirilebileceği savunuluyor. Örneğin, vücuttaki tamir mekanizmalarının geliştirilmesi ve iskelet sisteminin sağlamlaştırılması sayesinde insan ömrünün yüzlerce yıl uzatılabilmesi, nano yapılarla insan hafızasının arttırılması, insanın görme duyusunun kızıl ötesi ve gece görüşüne sahip olabilecek kadar genişletilebileceği söyleniyor.[1]
Bahsedilen bu yöntemlerin tıbba uygulanmasıyla beraber çözümün kökten sağlanabileceği ümit ediliyorken henüz insan üzerinde hatırı sayılır bir uygulamaya koyulabilmiş değil. Bunun yerine günümüz tıbbında kullanılan yöntemler de cerrahi müdahaleler ve ilaç tedavisinden oluşuyor. Uygulanan bu yöntemler eldeki sorunu tam olarak kaldıramadığı gibi ek sorunlara da sebebiyet verebiliyor. Örneğin uygulanan ilaç sadece hasarlı bölgeyi değil bütün vücudu etkilediği için yan etkiler olabiliyor ya da cerrahi yöntemler enfeksiyonla hastalık kapmaya, organ reddine, kanserli hücrelerin tam olarak temizlenememesine yol açabiliyor. Buna karşın nanorobotlar, hastalıklı hücreleri tanımada zorluk çekmiyorlar ve nerede olursa olsun bu hücreleri yakalayıp temizleyebiliyorlar.[2]
Nanotıp, nanokürelerle ilaç salımından, doku yapılanmasına, hatta teşhis ve tedavi amaçlı nanorobotlara kadar çok çeşitli uygulamaları kapsıyor.
Nanoküreler: İlaç salan sistemlerdeki en büyük problemlerden biri, ilacın istenilen yere ulaşamamasıdır. Nottingham Üniversitesi’nden Bob Davis ise, nanoküreler içine hapsettiği ilaçları hedef dokuya ulaştırabilen ilk isim. Daha önceden damara enjekte edildiğinde karaciğer ya da dalakta parçalanan, deri altına enjekte edildiğinde ise makrofajlar tarafından inhibe edilen (engellenen) nanoküreler, Davis’in geliştirdiği yöntemle hedef dokuya ulaşabilmeyi başarmış. Bu yöntemde Davis, küreleri biyouyumlu polimerlerle kaplayarak bağışıklık sisteminden sakınarak hedef hücreye ulaşımı sağlamış.[2]
Doku Yenilenmesi: İlk defa Glasgow Üniversitesi’nden bir ekip akıllı bandaj üreterek doku yenilenme mekanizmasına el atmış. Ekip, biyolojik ortamda bozunan polimer kullanarak bandajı üretmiş ve üretilen bu bandaj yaralı tendonların tedavisinde büyük başarı sağlamış. Hasarlı doku yeniden yapılanırken, tendonu çevreleyen ve serbestçe hareketini sağlayan kılıf tendona yapışır ve böylece tendonun hareketi engellenir. Oysa üretilen bu oluklu bandaj, hasarlı dokuya sarıldığında yapışma engelleniyor ve tendon iyileşiyor. Araştırıcılar, tendonun, çevresindeki dokulara yapışmasına neden olan makrofajların oluklara girdiğini, böylece tendonun yapışmasının engellendiğini söylüyorlar.
Nanorobot: Buna örnek olarak Robert Freitas’ın tasarladığı respirosit gösterilebilir. Mekanik bir alyuvar olarak tasarlanan respirosit, olası bir dolaşım bozukluğu hatası esnasında oksijen sağlanması için gerekli desteği sağlıyor. Bağışıklık sistemince reddedilmesinin önüne geçilmek için de respirositin dış yüzeyi elmas olarak tasarlanmış. Gerekli olduğunda salınması gereken oksijen, kürenin içine mekanik yollarla, yaklaşık 1000 atmosfer gibi yüksek bir basınçta doldurulmuş. Tasarlanan respirositin, doğal kırmızı kan hücresinden 236 kat daha fazla oksijen taşıdığı ölçülmüş.
Etik Yönü
Sonuç olarak; nanoteknoloji çok hızlı gelişen, tıp alanına uyguladığında getirisi çok fazla olabilecek, insanlık için sunduğu büyük vaatleri gerçekleştirebilecek bir alan. Vücudumuzda dolaşan nanorobotlar sayesinde daha kısa sürede ve daha acısız, daha kesin bir tedaviye sahip olabileceğimiz bir gelecek umudunu taşıyabiliriz. Ancak çok büyük olan potansiyel yararların yanında kötüye kullanımın da söz konusu olduğu unutulmamalı ve etik kurallar çerçevesinden çıkılmamalıdır.
H. Bahar Kuruca
Marmara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı, İstanbul-Türkiye
Kaynaklar:
[1] Doç. Dr. Doğan Yücel, S. B. Ankara Eğitim ve Araştırma Hastanesi
[2] Gümüşderelioğlu M., Karakeçili Gönen A., “Nanotıp ve Nanorobotlar”, Bilim ve Teknik Dergisi Temmuz 2002, Syf: 20-21.
[3] Hacettepe Üniversitesi Nanoteknoloji ve Nanotıp Anabilimdalı Nanobülten Ekim 2009, Sayı: 08, syf:15.
