İmplantlara "Akıllı Sensör"Teknolojisi

IMPLANTLARA "AKILLI SENSÖR" TEKNOLOJİSİ


Türk araştırmacılar, implant kullanılan kemik ve omurilik kırığı ameliyatlarında, doktorların iyileşme sürecini gerçek zamanlı olarak izleyebileceği "akıllı sensörler" geliştirdi


Bilkent Üniversitesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü ve Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Yrd Doç Dr Hilmi Volkan Demir başkanlığında, doktora öğrencisi Rohat Melik, araştırma mühendisi Emre Ünal ve Dr Nihan Kosku Pekgöz'ün yer aldığı çalışma, dünyada bir ilk olma özelliği taşıyor

ABD'nin sektör devi bir firması, teknolojiyi yeni nesil implantlara uygulamaya talip oldu AA muhabirinin sorularını yanıtlayan Yrd Doç Dr Demir, ABD'deki istatistiklere göre, büyük kemik kırıkları sonrasında implant takılan hastaların yüzde 10'unda iyileşme sorunları gözlendiğini aktardı

Büyük çaplı kemik kırıklarında titanyum ya da paslanmaz çelikten yapılan implantların kemiğe uygulanan yükü başlangıçta tamamen taşıdığını ve zamanla iyileşme sürecinde hasarlı kemikte oluşan dokunun, yükü kemik ile paylaşmaya başladığını anlatan Demir, bu sürecin doktorlar tarafından eş zamanlı olarak izlenemediğini söyledi

ABD'de bir grup doktorun, kemiğe ve implanta uygulanan mekaniksel yük miktarının dışarıdan okunabilmesi için yeni bir teknoloji talebini kendilerine ilettiğini ve ardından çalışmalara başladıklarını kaydeden Demir, "İyileşme sürecinde kemik dokusu oluşup kırık küçülürken yani mikro kırık haline gelirken mekaniksel gerinimin rakamsal olarak algılanması zorlaşıyor Bu nedenle doktorlar, implantla birlikte insan vücuduna yerleştirebilecekleri bir sensör yapmamızı talep etti" bilgisini aktardı

"İnsanlar üzerinde deneylere başlanacak"

Kablolu gerinim sensörlerin hayvanlar üzerinde deneme çalışmalarının daha önce yapıldığını ancak bunların kablo bağlantıları bulunduğundan insanlar için uygun olmadığını belirten Demir, Bilkent Üniversitesinde metamalzeme tasarımlarıyla mikroteknoloji tabanlı "kablosuz sensörler" geliştirmeyi başardıklarını bildirdi

Demir, geliştirilen sensörlerle ilgili şu bilgileri verdi: "Elektriksel bir kablo bağlantısı yapmadan yumuşak doku içine yerleştirilmiş radyo frekansında çalışan sensörlerimizle üzerlerine uygulanan mekaniksel yükü dışarıdan kablosuz bir şekilde okuyabiliyoruz Bu tasarımlarımızda farklı mimariler kullandık Bunlardan bir tanesi mikroteknoloji ile ürettiğimiz ve içinde silisyum nitrür ve altın bulunan çip tabanlı iç içe girmiş yeni bir metamalzeme tasarımı

Santimetre boyutlarındaki bu yeni sensörlerle kemik kırıklarında kullanılan implantlar akıllı hale gelebilecek Hastaya takılacak bu sensörlerle hasta dışarıdan bir alıcı cihaza yaklaştırıldığında kemik ya da omuriliğindeki implantların iyileşme sürecinde mekaniksel gerinim değişimi, gerçek zamanlı olarak izlenebilir hale gelecek"

Sensörlerin biyouyumluluk çalışmalarının ABD'de biyomekanik mühendisi araştırma ortakları tarafından tavşanlar üzerinde yapıldığını ve alınan sonuçların başarılı olduğunu kaydeden Demir, "ABD'de son 5 yıldır şirketler, akıllı implantlar yapmak için çalışıyor Şu ana kadar bilgimiz dahilinde dünya genelinde böyle kablosuz sensör teknolojisi henüz geliştirilemedi ABD'nin ünlü implant devi bir firma da teknolojimizin yeni nesil implantlara uygulanması konusunda talip oldu" dedi

Sensörlerin implant üzerinde bulunduğunu ve sonradan çıkarılmasına gerek olmadığını ifade eden Demir, "Şu an hayvan modelleri için ABD'li biyomekanik araştırma grubu ile biyouyumluluk ortak çalışmalarımızı sürdürdürmekteyiz Ayrıca, Türkiye'de de bu sensörleri hayvan modellerinde denemek üzere farklı araştırma grupları ile işbirliklerine açığız" diye konuştu

Demir, bu sensör çalışmasının hayvan modeli aşamasından sonra implantlarla birlikte insan vücuduna yerleştirilmesi aşamasının planlandığını, daha sonra da ürünün geliştirilmesi çalışmalarına hız verileceğini belirtti

Dr Hilmi Volkan Demir, ABD'de patent ön başvurusunun yapıldığını ve metamalzeme sensör çalışmalarının "Applied Physics Letters" isimli uluslarası bilimsel dergide yayımlandığını sözlerine ekledi