Yazı dizimize verdiğimiz ufak aradan sonra devam ediyoruz… Dördüncü IoNT konulu yazımızla beraberiz. Son yazımızda, kısaca pazar değerinden, ardından Formula Nano’dan bahsetmiştik. Geçen haftaki yazıya buradan ulaşabilirsiniz.
Bu yazıda sizlere, ancak kaybedilince gerçek değeri anlaşılan, sağlık ve biomedical anlamda yapılan nano nesnelerin interneti’nin insanlığa ne gibi katkıları olacağını, ayrıca insan yaşamının kalitesini ve uzunluğunu nasıl arttırabileceğini konuşacağız. Nanoteknoloji ile sağlık alanının birleşiminden karşımıza yeni bir kavram olan Nanotıp çıkıyor.
Bildiğimiz üzere Nanoteknoloji, nano ölçekteki (1 nm=10-9 m) yeni malzeme, cihaz ve sistemlerin geliştirilmesi, tasarlanması ve üretimini konu almaktadır. Bu bağlamda, Nanoteknoloji’nin tıptaki uygulamaları olarak tanımlanabilecek Nanotıp ise nano-aralıkta (1–100 nm) boyutu olan terapötik ilaçların, malzemelerin ve medikal cihazların tasarımını, imalatını, düzenlenmesini ve uygulanmasını içermektedir.
Nanotıp, aynı zamanda nano-robotlar olarak adlandırılan nano makinelerin tasarlanması için ortaya çıkan yeni kavramları ve moleküler Nanoteknoloji’nin uygulamalarını da içermektedir. 1959’da, Richard Feynman’ın ortaya koyduğu “yutulabilir doktor” fikri, aslında kan damarları içinde hareket ederek sorunları gideren nano-robotları içermekteydi. O zamandan bu yana bilim insanları, moleküler yapıların geliştirilmesi ve ilaçların hedefe taşınması için programlanabilir, fonksiyonel, nano ölçekli makineler oluşturmayı amaçlamışlardır. Nanorobotlar’ın kanser tedavisinden, genetik hastalıkların önlenmesine kadar birçok soruna çözüm olacağı değerlendirilmektedir.
Nanotıp’ın uygulama alanı oldukça geniştir. Genişliğin boyutları ise ancak hayal gücü ile ölçülebilir. Bu alanda uygulanan farklı tedavi yöntemlerinden bahsedebiliriz. Örneğin; Nanobiyosensörler ile gelecekteki hastalıkları öngörebilme, görüntüleme; Nanodiagnostiklerle tanı ve teşhis koyma; Nanofototermoliz ile insan vücudunun herhangi bir yerindeki kanserli dokunun belirli bir sıcaklıkta patlayan nano bombalar ile yok edilmesi gibi.
Biyoteknoloji ve Nanoteknoloji’nin birlikte uygulanmasıyla ise Nanobiyoteknoloji terimi ortaya çıkmıştır. Biyomalzemelerin geliştirilmesi, nano-biyo sensörler, kontrollü ve hedefe yönelik ilaç salınım sistemleri, implantların nanoyapılı yüzey kaplamalar ile biyo-uyumluluğu’nun geliştirilmesi nanobiyoteknolojik uygulamalara bazı örneklerdir.
NanoTıp Konusundaki Güncel Gelişmelere Örnekler
Nanoeritrosit (respirosit): Nanotıp alanındaki önemli gelişmelerden biri de laboratuar ortamında oluşturulan respirositlerdir. Bu hücreler eritrositleri taklit eden nano robotlardır. Daha önemli respirositler, eritrositlerden 236 kat fazla O2 (oksijen) taşıma kapasitesine sahip olup, yüzeyleri elmas kaplı olduğu için yüksek basınca dayanabilmektedirler. Peki, bunların bize ne faydası var? Respirositler sayesinde bizlere 15 dakika nefes almadan koşabilme ve su altında nefes almadan 4 saat kalabilme yeteneği kazandıracaktır.
Nanopankreas: Tüm diyabet tiplerinde ortak mekanizma insülin salgılayan beta (β) hücrelerinin fonksiyonunu kaybetmesidir. Bowling topu şeklinde bir nano top düşünelim. İçerisine β hücresini koyalım ve Bowling topunun deliklerinden çıkan insülin hedef dokuda görevini yerine getirirken, makrofajlar bu deliklerden giremediği için β hücrelerini fagosite edememektedir. Pankreasta hiç β hücresi olmasa bile, transplante edilen β hücrelerine karşı ret reaksiyonu gelişmemektedir.
Nanorobot: İnsanoğlunun şimdiye kadar yapmış olduğu bütün iş makineleri ve robotların milyon kere küçültüldüğünü düşünün. Damar içi enjeksiyon yolu ile vücudumuza giren bu iş makineleri ve robotlar; glukoz ve O2‘yi yakıt olarak kullanıp aterom plakı, trombüs ve kanser dokularının yok edilmesinde kullanılacaktır. Frekans Aralığı 1-10 MHz olan ses dalgaları sayesinde akustik mesajlar yollanarak kontrol edilebilecek olan nanorobotların fagosite edilmesini önlemek, kısa süreli immün süpresyon ile mümkün olacaktır. Deney aşamasında olan bu robotlar ileride cerrahların yerini alacaktır.
Sağlık Alanında Uygulanan IoT Uygulamaları
Dünya sağlık örgütünün yaşlılarla ilgi yayınladığı raporlara bakarsak sağlık alanında gelişmekte olan ülkelerde en büyük yükün bulaşıcı olmayan kronik hastalık (kalp, kanser, şeker hastalığı gibi yetişkin ve yaşlı insanlar arasında görülen hastalıklar) hastalıkların yükselmesi olarak belirtilmektedir. Nüfusun yaşlanmasıyla birlikte, kronik hastalıklara, ruhsal sorunlara ve ölümcül bulaşıcı hastalıklara yakalanan kişilerin sayısının artması, sağlık hizmetlerinin kullanımını ve maliyetlerini de arttırmıştır. Artan nüfusun da etkisiyle kişi başına düşen yatak ve hastane de azalmıştır bununla birlikte hastaların uzun hastanede bakım süreleri ciddi anlamda maliyetleri de arttırmıştır. Böylelikle hastane dışı tedavi sistemleri ihtiyaçları doğmuştur. Uzaktan bakım için kablosuz teknolojiler kullanılmaya başlanmıştır. Bu sayede hem maliyetlerden hem de hastanenin vermiş olduğu psikolojik ve fiziksel etkilerinden korunmuştur.
Gelişen teknoloji ile beraber daha önceden sadece mekanik ve elektrikli parçalardan oluşan ürünler, internet üzerinden birbirlerine bağlanan, donanım algılayıcı, elektronik ve yazılımı birbiri ile birleştiren karmaşık cihazlara dönüşmüşlerdir. IoT ile daha akıllı hale gelen bu karmaşık cihazlar sağlık alanında birçok kolaylık sağlamışlardır. IoT ile kronik hastalıklar, uzaktan takip edilerek ölçümler anında doktor ve hasta yakınları ile paylaşılabilmektedir. Bu şekilde ölçümler düzenli takip edilerek hastalıkların yol açtığı istenmeyen durumlar tam zamanında engellenebilmektedir.
Sağlık alanında yapılan çalışmaları nesnelerin interneti konusu çerçevesinde ele almaya çalıştık. Her gün yüzlerce yeni gelişmenin ışığında en önemli ve gelecek vaat eden çalışmalara baktık. Hayal gücü sınırlarını zorlasa da saşkınlık ve gelecek kaçınılmaz.
[1] G. Yang , L. Xie, M. Mantysalo, X. Zhou, Z. Pang, D. L. Xu, S. Kao-Walter, Q. Chen, L. Zheng Industrial Informatics, IEEE Transactions on 10(4) (2014) 2180-2191.
[2] RFID, üzerinde mikroişlemci ile donanmış etiket taşıyan bir nesnenin, bu etikette taşıdığı kimlik yapısı ile hareketlerinin izlenebilmesine imkan veren radyo frekansları ile çalışan teknolojiye verilen addır. RFID kelimesinin açılımı İngilizce olarak Radio Frequency Identification’dır.
[3] J. Luo, K. Tang, Y. Chen, J. Luo, Remote Monitoring Information System and Its Applications Based on the Internet of Things, International Conference on Future Biomedical Information Engineering (FBIE 2009), Sanya-China, (2009) 482-485
