Biyoteknoloji

3 Boyutlu yazıcılar ile biyonik organlar üretilecek

Alper Coplugil

• 2 min read
3 Boyutlu yazıcılar ile biyonik organlar üretilecek
Princeton Üniversitesi araştırmacıları 3 boyutlu yazıları ile elektronik entegre devreye sahip biyonik kulak üretti.Son yıllarda gelişen teknoloji ile birlikte laboratuvar yapımı organlar, hastaların kayıplarını onlara daha az hissettirecek şekilde gelişiyorlar. Princeton Üniversitesi araştırmacıları da gelecekte yapay organ geliştirmenin önemini belirterek özellikle 3 boyutlu yazıcıların bunda ilit rol oynayacağını düşünüyorlar. Araştırmacılardan Michael McAlpine, 3 boyutlu yazıcılarla üretilebilecek biyonik kulaklar sayesinde insanın normal duyma frekansından bir milyon kez daha yüksek frekansların duyulması mümkün olabilecek.

Normalde elektronik ve biyolojik materyallerin bir araya gelmesi zor görünüyor; birisi rijit ve kırılgan, diğeri ise yumuşak ve esnek özelliklere sahip. Ancak McAlpine’e göre 3 boyutlu yazıcılar ile bu iki materyal bir arada üretilebilir. Bu sayede araştırmacılar biyolojik materyalleri elektronik devrelerle bütünleştirerek hastanın sağlığını uzaktan takip edebilir, hatta biyonik organlarla ekstra fiziksel özellikle kullanılabilir (kulak örneğindeki gibi)

Araştırma ekibi çalışmasına kulakla başlıyor; çünkü şekil olarak kulak, doku mühendisliğinin klasik yöntemleri ile üretilmek için oldukça zor. Çoğunlukla kıkırdaktan oluşan ve damar yapılanması fazla olmayan kulak, doku mühendislerinin kaçındığı bir organ.Araştırmacılar biyonik bir kulak yapmak için öncelikle haricî bir elektroda bağlanan dahilî bir anten bobinini modellediler ve bunu bir kulak modeline entegre ettiler. Ardından üç farklı malzemeyi katman katman işlediler; kıkırdak dokuyu oluşturmak üzere hidrojelden yapılmış yapışkan bir madde, bobin ve kokle (kulak salyangozu) şekilli haricî elektrot oluşturmak için gümüş nanopartiküllerinden oluşan iletken bir karışım ve elektronik devreyi kaplamak için silikon.

“Yazma” işlemi yaklaşık dört saat sürüyor. Ardından kulak, besleyici maddeler açısından zengin bir sıvı içerisinde bekletiliyor, böylece hücreler gelişebiliyor ve kıkırdak dokuyu oluşturuyor.

İçindeki gömülü bobin sayesinde biyonik kulak radyo sinyallerini algılayabiliyor ve iletebiliyor, ancak henüz ses dalgalarını algılayamıyor. McAlpine ileride yapılacak geliştirmelerle biyonik kulağa piezoelektrik malzemelerin (titreşimi elektrik sinyallerine çeviren veya tam tersi işlemi yapabilen malzemeler) entegre edilerek bu eksiğin kapatılabileceğini belirtiyor.

Bu çalışmanın ileriki aşaması, kan damarlarına sahip bir organın 3 boyutlu yazıcılar ile üretilebilmesi. Daha hassas ve yüksek çözünürlüklü yazıcıların geliştirilmesi önemli bir aşama olacaksa da organik bir yapının tam anlamı ile oluşturulabilmesi için aha uzun bir zaman gerekecek gibi görünüyor.