Nanorobotların Tıpta Uygulamaları

Nanorobotik, nano ölçekte makine ya da robot üretme teknolojisini tanımlar. Nanorobot terimi ise, nano ölçekteki makineleri tanımlamak için kullanılır.

Tıp alanı, bu teknoloji yoluyla büyük ilerlemelerin olmasını beklemektedir. Çünkü nanoteknoloji, tek bir enjeksiyonda büyük miktarda nanorobot transfer etme avantajını sağlar. Böylece, komünikasyon arayüzü içeren tasarımlar, vücutta bulunan nanorobotların fonksiyonuna ve programlanmasına olanak sağlar. Bu da, hastalığın görüntülenmesini ve tedavisini sağlayacak ve invazif (vücuda zarar verebilen) prosedürlere olan ihtiyacı azaltacaktır.

Hematoloji Alanındaki Nanorobotik Uygulamalar

Günümüzdeki araştırmalar, hematoloji alanındaki nanorobotik uygulamaları geliştirmektedir. Bu uygulamalar; büyük bir travma sonrası vücutta oksijenin taşınmasına yönelik yapay yöntemlerin geliştirilmesinden, tehlikeli bir kanama durumunda kanın pıhtılaşma kapasitesinin arttırılmasına kadar çeşitli çalışmaları içerir.

Respirositler, yapay kırmızı kan hücreleri olarak işlev göstermek için oluşturulan varsayımsal nanorobotlardır. Acil durumlarda hasta nefes almayı kestiğinde ve kan dolaşımı durduğunda, hastanın durumu stabilize olana kadar respirositler oksijenin taşınması için vücuda enjekte edilebilir.

Aynı hacimdeki kırmızı kan hücreleriyle kıyaslandığında, respirositlerin 200 kat daha fazla oksijen molekülünü taşıyabileceği düşünülmektedir. Klottositler; kanamayı durdurmak için yapay pıhtılar olarak görev yapan bir diğer nanorobot türüdür.

Klottositler, doğal platelerin yeteneğini taklit edecekler. Yara bölgesine geldiklerinde bir fiber ağ açarak, kan hücrelerinin dışarı çıkmasını önleyecekler. Klottositlerin pıhtılaştırma yeteneğinin, doğal plateletlerden 10,000 kat daha etkili olacağı düşünülmektedir.

Kanserin Tanısı ve Tedavisinde Nanorobotik Uygulamalar

Kanserden hayatta kalma oranı, erken tanıyla artar. Tanı yeteneği olan nanorobotların tasarımı kanser tanıma yeteneğini arttıracaktır. Kimyasal sensörler içeren nanorobotlar; vücuttaki tümör hücrelerini tanımak için tasarlanırlar. Önerilen tasarımlar; iki yönlü sinyallerin üretildiği komünikasyon teknolojisini içerir. Bu da nanorobotların akustik sinyallere cevap vereceği, ses dalgalarıyla programlama talimatları alacağı ve topladığı veriyi ses dalgalarıyla aktaracağı anlamını taşır.

Kimyasal sensörler içeren nanorobotlardan terapi için de faydalanılabilir. E-caderine ve beta-katenin gibi kanser biyomarkerlarının farklı seviyelerini özel bir programlamayla tespit edebilirler ve primer ve metastatik fazdaki kanserler için de terapi uygulanabilir. Ayrıca nanorobotların, hedefe yönelik tedavi üretme avantajı vardır. Günümüzdeki kanser tedavileri, vücuttaki sağlıklı hücreleri de yok ettiği için ciddi yan etkilere sahiptir. Hedefli tedaviler; yüzeylerinde kanser hücrelerine özgü olan antijenlere bağlanabilen sensörleri taşıyan nanorobotlarla yapılabilir.

Biyolojik Tehlikelere Karşı Savunma İçin Nanorobotik Uygulamalar

Nanorobotların; epidemik (belli bir bölgede salgın olarak görülen bulaşıcı hastalık) hastalıklara cevabın arttırılması dahil; biyolojik tehlikelere karşı yararlı uygulamaları olacaktır. Protein temelli biyosensörler olan nanorobotlar; laboratuvar analizinin mevcut olmadığı yerlerde eş zamanlı bilgiyi aktaracaktır. Böylece, epidemik hastalıktan etkilenmiş bölgenin biyomedikal olarak görüntülenmesi mümkün olacaktır.

Nanorobotikler, çevrede mikroorganizma kirliliğini azaltabilir ve karantina için başarılı bir tarama sağlayabilir. Örneğin; grip salgınında, kan dolaşımında alfa-NAGA enziminin artan konsantrasyonu, grip enfeksiyonu için biyomarker olarak kullanılabilir. Artan konsantrasyon nanorobotların prognostik protokolünü tetikler ve cep telefonu gibi cihazlara elektromanyetik sinyal gönderir. Bu bilgi telekomünikasyon sistemleriyle aktarıldıktan sonra, enfekte olan kişilerin bölgesiyle ilgili bilgi vererek karantina işlemlerini hızlandırır.

Ameliyatlarda Nanorobotiklerin Kullanımı

Cerrahi nanorobotlar; vücuda kan damarları ya da diğer boşluklar yardımıyla verilir. Vücudun içerisinde, ameliyat bölgesinde yarı-otonom olarak hareket ederler ve bir cerrah tarafından programlanır ya da kontrol edilirler. Bu programlanmış cerrahi nanorobotlar; patojenleri aramak, tanı koymak ve nano-manipülasyon ile lezyon bölgesinin düzeltilmesi gibi çeşitli fonksiyonlar gösterirler.

Günümüzde, nanoameliyatın hücresel formları keşfedilmeye başlanmıştır. Örneğin 100 Hz frekansında titreşen bir mikropipet, bir nöronun dendritini kesmek için kullanıldı.

Gen Terapisinde Nanorobotik

Nanorobotlar; hücre içerisinde DNA’nın yapısıyla ve proteinlerle etkileşime girerek, genetik hastalıkların tedavi edilmesinde de kullanılabilir. DNA’nın sarmal yapısını çözerek, veritabanındaki bilgiye göre hasarı tanıyabilir ve onarabilir.

Nanoteknolojideki gelişmeler sonucu ortaya çıkan nanorobot teknolojisi uygulamalarının geliştirilmesi ve yaygınlaşmasıyla gelecekte, geleneksel cerrahi uygulamaların yerini daha az invazif ve hedefe yönelik olan nanorobotlar alabilir.

Kaynakça:
https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=4679<br />
https://www.elprocus.com/nanorobots-and-its-application-in-medicine/

Yazar: Ayça Olcay