CERRAHİDE NANOTEKNOLOJİLERİN KULLANIMI

Transkript

1 CERRAHİDE NANOTEKNOLOJİLERİN KULLANIMI Prof.Dr. Necati GÖKMEN, PhD DEÜTF Anesteziyoloji ve Reanimasyon AD Biyofizik, AD Uyku ve Bilinç Durumu Değişiklikleri, AD

2 NANOTEKNOLOJİ NEDİR? Nano kelimesi Yunanca nannos kelimesinden köken alır. Küçük yaşlı adam veya cüce demektir. Nanobilim, Nanometre ölçütlerinde ortaya çıkan yeni davranışları klasik fizik kuralları yerine kuantum fiziği kuralları ile açıklamaya çalışır.

3 NANOTEKNOLOJİ NEDİR? Nanoteknoloji bir ölçek teknolojisidir. Ölçek olarak da metrenin milyarda birine karşılık gelen bir büyüklük söz konusudur (1nm=10-9 ) Nanoteknoloji; Yeni nanoyapılar tasarlayıp sentezlemeyi, Nanoyapılara yeni olağanüstü özellikler kazandırmayı Bu özellikleri yeni işlevlerde kullanmayı amaçlar.

4 NANOTEKNOLOJİ NEDİR? Nanoteknoloji Bilinen molekülleri yeni atom ve moleküller ekleyerek işlevsel duruma sokar Kuantum noktaları, Teller, Tüpler gibi yapay yapılar tasarlayıp sentezler.

5 Nanotechnology For Dummies, 2005

6 NANOTEKNOLOJİ GELİŞİMİ Yeni Ufuklar Aralık 2006

7 NANOTEKNOLOJİ GELİŞİMİ Richard P. Feynman 1959 yılında There's Plenty of Room at the Bottom Aşağıda Daha Çok Yer Var isimli bir konuşma yapmıştır.

8 NANOTEKNOLOJİ GELİŞİMİ Bu konuşmada Feynman; Atomları ve molekülleri çok hassas aletlerle manipüle edilebileceğini, Çok küçük boyutlarda operasyon yapılabilabileceğini, Çok küçük boyutlarda yerçekimi gibi kanunlarının öneminin azalacağına, Van der Waals gibi mikro düzeydeki zayıf kuvvetlerin daha önemli hale geleceğini anlattı. Feyman ın nanoteknolojide günümüzde yapılabilen olaylara değinmesi, nanoteknolojinin başlangıcı olarak kabul edilmektedir.

9 NANOTEKNOLOJİ GELİŞİMİ 1974 deki makalesinde dünya da ilk kez nanoteknoloji kelimesini Norio Taniguchi kullanmıştır. Nano-teknoloji genel olarak malzemelerin atom atom ya da molekül molekül işlenmesi, ayrılması, birleştirilmesi ve bozulmasıdır Nanoteknolojinin gerçekten gelişmesini tetikleyen buluş ise Scanning Tunnelling Microscope bulunmasıdır Eric Drexler Nanoteknoloji derecesini alma, Nanoteknoloji kitabını yazma, Nanoteknolojini dersini vermiştir.

10 NANOTEKNOLOJİ GELİŞİMİ Ksenon atomları ile IBM yazısı.

11 FANTASTİC VOYAGE (1966)

12 DR. SEUSS' HORTON HEARS A WHO! (2008)

13 NANOTEKNOLOJİ GELİŞİMİ Nanobülten Ekim 2009

14 NANOTEKNOLOJİDE BAZI TEMEL YAPILAR Nanopartiküller Nanokristaller, Nanopartiküller, Nanotüpler, Nanoteller, Nanoçubuklar (NANOPARTİKÜLLER) Pharm Res (2013) 30:

15 NANOPARTİKÜLLER BUCKMİNSTERFULLERENE BUCKY-BALL Sferik fullerene molekülü C 60 Wikipedia

16 NANOPARTİKÜLLER KARBON NANOTÜP Karbon Nanotüpün elektromikroskopik görüntüsü Wikipedia

17 NANOTEKNOLOJİDE BAZI TEMEL Nanopartiküller ; YAPILAR nm boyutlarında olan kolloidal yapılardır. Sentetik veya doğal kaynaklı bir makromolekülden sentezlenir Genellikle polimerik yapılar kullanılmaktadır. Her polimerin kendine has özelliği yanında nanopartikül halinde çeşitli özellikler kazanmaktadırlar. Örneğin biyobozunur, biyouyumlu, termal özellikler kazanmaları gibi

18 Nanobülten Mayıs 2011 Pharm Res (2013) 30:

19 NANOTEKNOLOJİDE BAZI TEMEL YAPILAR MİKROELEKTROMEKANİK (MEM) NANOELEKTROMEKANİK (NEM) Polen Eritrosit

20 NANOTEKNOLOJİDE BAZI TEMEL YAPILAR MİKROELEKTROMEKANİK (MEM) NANOELEKTROMEKANİK (NEM)

21 NANOTEKNOLOJİDE BAZI TEMEL YAPILAR NANOELEKTROMEKANİK (NEM)

22 NANOTEKNOLOJİDE BAZI TEMEL YAPILAR NANOELEKTROMEKANİK (NEM) Sensors 2008, 8, ; DOI: /s

23 Güve Pupa + MEMS Çip = Uzaktan Kumandalı Robot Böcek

24 NANOTEKNOLOJİ UYGULAMALARI Tıp Kanser tedavisi İlaç geliştirilmesi ve taşınması Görüntüleme metodları Kemik yapı oluşturulması Tıbbi cihaz ve tanı testleri geliştirilmesi Bilgi Teknolojileri Bilgisayar Bilgi depolama Enerji Güneş pilleri Biyoyakıtlar Tüketim malzemeleri Gıda ve yiyecek Temizlik ve kozmetik Tekstil

25 NANOTIP UYGULAMALARI İlaç taşıma sistemleri Nanopartiküler sistemler Nanokapsüller Nanoküreler Nanosüngerler Emülsiyonlar Nanoveziküler Lipozomlar Niozomlar Moleküler sistemler

26 NANOTIP UYGULAMALARI KANSER TEDAVİSİ

27 Kanser tedavisi NANOTIP UYGULAMALARI Teranostik (tanı ve tadavi ) Lipozom Antikor KANSER TEDAVİSİ Görütülenmeyi sağlayan boya Int J Nanomedicine. 2013; 8:

28 NANOTIP UYGULAMALARI KANSER TEDAVİSİ Int J Nanomedicine. 2013; 8:

29 NANOTIP UYGULAMALARI İSKEMİ TEDAVİSİ Int J Nanomedicine. 2013; 8:

30 NANOPORE DNA NANOPORE (Oxford Nanopore) Protein nanopore (Oxford Nanopore)

31 Gen haritasını çıkarmak ve kişiselleştirilmiş tıp uygulamaları için USB boyutunda (Min-ION) cihazı üretilmiştir. NANOPORE DNA NANOPORE

32 ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM Nanorobot UYGULAMALARI nm parçaları olan, 0,5-3 mikron büyüklüğünde, Reseptör sensörü, Santral işlem ünitesi (CPU) Enerji sistemi Vücut içersinde serbestçe dolaşan GABA, beyinde opioid ve kas-sinir kavşağı reseptörlerine bağlanabilen Anestezi, Ağrı Kas gevşemesi

33 ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI (GENEL ANESTEZİ) Curr Opin Anaesthesiol 20:

34 Nanohalothan Hipotez amacı Kardiyopulmoner yararlı etkilerinden (özellikle bronkodilatatör etkisi) yararlanma Hepatotoksik etkisini ortadan kaldırmak Nanotaşıyıcı sistem kullanarak halothanın direkt etki yerine taşınmasını sağlamak

35 ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI (REJYONEL ANESTEZİ) Bu çalışmada; bupivakainin yüksek doz verilmesine bağlı oluşan bupivakaine toksisitesinin pi elektronunda zengin nanopartikül ile önlenebileceğini göstermişlerdir.

36 ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI (LOKAL ANESTEZİK) Lokal anestezik bupivakainin; Etki süresini uzatmak Sistemik toksisitesini azaltmak Lokal doku hasarını azaltmak İnflamasyonu azaltmak Lipozomal formlar 1,2-dimyristoyl-sn-glycero- 3-phosphocholine (DMPC) Sıvı 1,2-distearoyl-snglycero- 3-phosphatidylglycerol (DSPG) Solid

37 ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI (LOKAL ANESTEZİK)

38 ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI (LOKAL ANESTEZİK)

39 ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI (LOKAL ANESTEZİK)

40 ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI (LOKAL ANESTEZİK) Hızlı etki başlangıçlı sürülerek kullanılabilecek bir lokal anestezik hep çok istenmiştir. Nano-Lidogel (Lidocaine-loaded poly( caprolactone) poly(ethylene glycol) poly( caprolactone) (PCL PEG PCL) nanopartikülleri (200 nm) boyutundadır. Ratlarda etki başlangıcı ve etkisinin çok iyi olduğu gösterilmiştir.

41 ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI (ATROPİN)

42 ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM Yapay eritrosit (Respirosit) 18 milyar atomdan oluşmaktadır. Bakteri boyutundadır. Minyatür tankında 9 milyar O2 veya CO2 taşıyabilmektedir. Eritrositten 200 kat daha fazla O2 taşıyabilmektedir Gerektiğinde glukoz salabilmektedir. UYGULAMALARI Freitas RA., Artif Cells Blood Substit Immobil Biotechnol. 1998;26:411 3

43 ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI

44 ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI Kapnograf Karbon nanotüp Polimer Silikon Kapnograf sensörü Int.J.PharmTech Res.2012,4(3)

45 NANOTEKNOLOJİ ve CERRAHİ

46 NANOTEKNOLOJİ ve CERRAHİ Kollagen nanofibrilleri Ratlarda akut yara iyileşmesini hızlandırdığı gösterilmiştir. Chitin Kapiller Fibroblast profilarasyonunu artırmıştır. Doğal polisakkarid Toksik olmayan Dokuda eriyebilir Elimasyonu karbonat ve proteinlere ayrışır Clinical, Cosmetic and Investigative Dermatology, 2010, 3, 5 13

47 NANOTEKNOLOJİ ve CERRAHİ Gümüş Fare kronik yara modelinde gümüş nanopartiküleri uygulanmış. Kollagen ve germe fonksiyonlarına bakılmıştır Nanomedicine, ,

48 NANOTEKNOLOJİ ve CERRAHİ Nanogümüş İnvivo antibakteriyel aktivitesi ölçülmüş S.aureus Biomaterials, 2010;31,

49

50

51

52

53

54 Sonuç olarak; Nanoteknoloji gelişimini tamamladıkca, nanotıp uygulamalarının da gelişmesini ve pratik uygulamalarının değişimini sağlayacaktır. Anesteziyoloji ve Reanimasyon bilim dalıda nanoteknoloji uygulamalarından etkilenecek branşların başında gelmektedir. Bu nedenle anestezistlerin pratik uygulamalarına yansıyacak bu değişime hazırlıklı olmaları gerekmektedir.

55 TEŞEKKÜRLER