Şimdiye kadar daha çok endüstriyel alanda kullanılan nanoteknoloji, artık tıp dünyasının da hizmetinde. Metrenin milyarda biri kadar küçük olan moleküler maddelerle kemik ve kalp hastalıkları tedavi edilecek…

Kaliforniya Üniversitesi’nde araştırmalarını sürdüren bir ekip, herhangi bir kazada kırılabilen ya da hastalıktan dolayı hasar görebilen insan kemiğinin ve iskeletin korunmasını sağlayacak yeni bir yöntem geliştirdi. Araştırma grubunun başkanlığını yürüten Prof. Dr. Robert Haddon, yeni yöntemin şimdiye kadar kullanılan kemik iyileştirici metotlara göre çok daha sağlam ve güvenli bir yol olduğuna inanıyor. Metrenin milyarda biri kadar boyuta sahip olmasına rağmen yapı olarak aşırı derecede sağlam olduğu belirlenen karbon nanotüpleri kemiklerin yenilemesinde kullanmak için çalışmalarını sürdüren bilim adamları, yapay kemik uygulamalarının tarihe karışacağı görüşünde.

Kemiklerin yenilenmesi üzerine yoğunlaşan çalışmanın ana fikri, kemiklerin inorganik kısmını oluşturan kalsiyum kristallerini saran organik yapıdaki kollojen proteinlerin yerine nanotüplerin kullanılması ve kırılan ya da osteoporoz (kemik erimesi) gibi hastalıklarla hasar gören kemiklerin yenilenmesini sağlamak. Robert Haddon, ekibiyle birlikte yaptığı kimyasal deney çalışmalarında yeni yöntemi uygulayarak başarılı sonuç alınca, “Chemistry of Materials” isimli kimya bilimleri dergisinde ayın konusu olarak işlendi. Akademik dünyadaki kimyacıların heyecanla karşıladığı yeni tedavi yöntemi için çeşitli öğretim görevlileri olumlu destek vermeye başladı.

ABD’deki Rice Üniversitesi’nde kimya profesörü olan Mitchell Tour’un “Haddon’un yöntemi, kemiklerdeki mineralleşme için bulunan en iyi yöntem. Nanotüplerin kemik tedavisinde kullanılması harika bir fikir.” diye yorumladığı gelişme tıp dünyasını da sevindirdi. Illionis Üniversitesi’nde biyomoleküler mühendislik doçenti Michael Strano da nanotüplerin kullanımıyla ilgili destekleyici bir yorum getiriyor. Karbon nanotüpleri “moleküler ölçekte en sağlam insan yapımı madde” olarak niteleyen Michael Strano, kemik tedavisinde karbon nanotüplerinin kullanımının çok önemli olduğuna inanıyor. Strano’ya göre nanotüpler bu yöntem izlenerek gelecekte insan vücudunda başka minerallerin yapılmasında da kullanılabilecek.

Ekibinin en büyük başarısının karbon nanotüplerinin kristal kalsiyum büyümesini sağlaması olduğunu kabul eden Prof. Haddon, karbon nanotüpleriyle yapılan uygulamaları şöyle anlatıyor: “Daha önce karbon nanotüpleri kalsiyum kristallerine etki etmekte çok zayıf kalıyordu. Biz, karbon nanotüplerin kimyasını, mineral çoğaltabilmesi için uygun hale getirdik, böylece kemik iyileşmesini sağlıyoruz. Bu da nanotüplerin kimyasal olarak uygun hale getirilince birçok işlem için kullanılabileceğini gösteriyor.”

İnsan vücudunun karbon nanotüplerine nasıl bir tepki vereceğini de test ettiklerini söyleyen Prof. Haddon, uygulama aşamasında karşılarına çıkan bazı sorular için arayışta olduklarının da altını çiziyor. Nanotüplerin, ilgili bölgeye sıvı olarak enjekte edilmesi gerektiğine değinen Haddon, bunun hangi yöntemle yapılacağı ve doğru bölgeye nasıl enjekte edileceği konusunda bilim adamlarının hâlâ hemfikir olmadığını ifade ediyor. Nanotüplerin yanlış yerlere gidip fazladan kemik oluşturması, uygun olmayan yerlerde kemik parçaları oluşması ya da kemik büyüdükten sonra gereğinden çok daha fazla sert ve kalın olması riski bulunduğunu açıklayan Haddon, doku mühendisliği alanında uzman olan bilim adamlarıyla işbirliği arayışına girdiklerini söylüyor. Rice Üniversitesi’nde biyomedikal mühendisi olarak araştırmalar yapan Prof. Antonios Mikos ve kimya profesörü James Mitchell Tour ile ortaklık kuran Haddon, şimdi nanotüpleri kemik iyileşmesinde zararı asgari seviyeye indirmek ve en etkili şekilde kullanmak için çalışmalarını sürdürüyor.

Nanotüpler kalp hastalıklarında da kullanılacak

Northwestern Üniversitesi’nde doktora çalışması yapan Mustafa Güler, karbon nanotüplerin biyomedikal uygulamalarda kullanılmaya başlandığını belirterek kemik tedavisinde karbon nanotüplerin ölçeği ve mekanik gücünden faydalanıldığını söylüyor. Hücrelerin içinde bulunduğu ortamı oluşturan kollajen maddenin bir iskelet görevi gördüğünü ve hücrelerin bu ortama bağlanıp hayati görevlerini yerine getirdiklerini belirten Güler, karbon nanotüplerin buna benzer ölçekte mekanik olarak daha güçlü bir iskelet oluşturmak için kullanılacağını düşünüyor. Daha önceki çalışmalarda karbon nanotüplerin biyolojik ortamlara uyumlu olduğunun ve hücrelere zarar vermediğinin görüldüğüne dikkat çeken Güler, bu tedavi yönteminin bir yan tesir oluşturmayacağı görüşünde.

Kendisinin de içinde bulunduğu bir başka çalışmada biyoaktif karbon nanotüpleri kalp tedavisinde kullanmayı amaçlıyor. Kalp hücrelerinin eşzamanlı olarak atmasını sağlayacak olan yapay bir kalp dokusu oluşturmak üzere laboratuvar ortamında çalışmalarını sürdüren takımda yer alan Güler, nanotüplerin yarı iletken özelliğinin kalp hücreleri arasındaki iletişimi başarıyla sağlaması durumunda kalp krizlerinden oluşan yaraların tedavi edilmesinde kullanılacağını belirtiyor