NANOTEKNOLOJİ ve CERRAHİ

CERRAHİDE
NANOTEKNOLOJİLERİN
KULLANIMI
Prof.Dr. Necati GÖKMEN, PhD
DEÜTF
Anesteziyoloji ve Reanimasyon AD
Biyofizik , AD
Uyku ve Bilinç Durumu Değişiklikleri , AD
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.
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.
NANOTEKNOLOJİ NEDİR?
 
Nanoteknoloji
  Bilinen
molekülleri yeni atom ve moleküller ekleyerek
işlevsel duruma sokar
  Kuantum noktaları, Teller, Tüpler gibi yapay yapılar
tasarlayıp sentezler.
Nanotechnology For Dummies, 2005
NANOTEKNOLOJİ GELİŞİMİ
Yeni Ufuklar Aralık 2006
NANOTEKNOLOJİ GELİŞİMİ
 
Richard P. Feynman 1959 yılında “There's Plenty of
Room at the Bottom”
“Aşağıda Daha Çok Yer Var”
isimli bir konuşma yapmıştır.
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.
http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html
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.
 
 
1981 Nanoteknolojinin gerçekten gelişmesini tetikleyen buluş
ise “Scanning Tunnelling Microscope” bulunmasıdır.
1986 Eric Drexler
  Nanoteknoloji derecesini alma,
  Nanoteknoloji kitabını yazma,
  Nanoteknolojini dersini vermiştir.
http://www.nanoturkiye.net/category/dersler/
NANOTEKNOLOJİ GELİŞİMİ
Ksenon atomları ile IBM yazısı.
http://www.nanoturkiye.net/category/dersler/
FANTASTİC VOYAGE (1966)
DR. SEUSS' HORTON HEARS A WHO! (2008)
NANOTEKNOLOJİ GELİŞİMİ
Nanobülten Ekim 2009
NANOTEKNOLOJİDE BAZI TEMEL YAPILAR
(NANOPARTİKÜLLER)
 
Nanopartiküller
  Nanokristaller,
  Nanopartiküller,
  Nanotüpler,
  Nanoteller,
  Nanoçubuklar
Pharm Res (2013) 30:2499–2511
NANOPARTİKÜLLER
BUCKMİNSTERFULLERENE
BUCKY-BALL
Sferik fullerene molekülü C60
Wikipedia
NANOPARTİKÜLLER
KARBON NANOTÜP
Karbon Nanotüpün elektromikroskopik görüntüsü
Wikipedia
NANOTEKNOLOJİDE BAZI TEMEL
YAPILAR
 
Nanopartiküller ;
  1-100
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
Nanobülten Mayıs 2011
Pharm Res (2013) 30:2499–2511
NANOTEKNOLOJİDE BAZI TEMEL YAPILAR
MİKROELEKTROMEKANİK (MEM)
NANOELEKTROMEKANİK (NEM)
Polen
Eritrosit
http://mems.sandia.gov/gallery/images_microengines.html
NANOTEKNOLOJİDE BAZI TEMEL YAPILAR
MİKROELEKTROMEKANİK (MEM)
NANOELEKTROMEKANİK (NEM)
NANOTEKNOLOJİDE BAZI TEMEL YAPILAR
NANOELEKTROMEKANİK (NEM)
http://e-drexler.com/d/06/00/PhysicsOfMolFab.pdf
NANOTEKNOLOJİDE BAZI TEMEL YAPILAR
NANOELEKTROMEKANİK (NEM)
Sensors 2008, 8, 2932-2958; DOI: 10.3390/s8052932
Güve Pupa + MEMS Çip = Uzaktan
Kumandalı Robot Böcek
http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/robotics-software/moth_pupa_mems_chip_remote_controlled_cyborg_insect
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
NANOTIP UYGULAMALARI
 
İlaç taşıma sistemleri
 
 
 
 
 
 
Emülsiyonlar
Nanoveziküler
 
 
 
Nanopartiküler sistemler
Nanokapsüller
Nanoküreler
Nanosüngerler
Lipozomlar
Niozomlar
Moleküler sistemler
NANOTIP UYGULAMALARI
KANSER TEDAVİSİ
NANOTIP UYGULAMALARI
KANSER TEDAVİSİ
 
Kanser tedavisi
  Teranostik (tanı ve tadavi )
  Lipozom
Antikor
  Görütülenmeyi sağlayan
boya
 
Int J Nanomedicine. 2013; 8: 951–960.
NANOTIP UYGULAMALARI
KANSER TEDAVİSİ
Int J Nanomedicine. 2013; 8: 951–960.
NANOTIP UYGULAMALARI
İSKEMİ TEDAVİSİ
Int J Nanomedicine. 2013; 8: 951–960.
NANOPORE
DNA NANOPORE
(Oxford Nanopore)
Protein nanopore
(Oxford Nanopore)
NANOPORE
DNA NANOPORE
 
Gen haritasını çıkarmak ve
kişiselleştirilmiş tıp
uygulamaları için USB
boyutunda (Min-ION) cihazı
üretilmiştir.
http://www.gizmag.com/ion-proton-sequencer-decodes-dna/21092/
ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM
UYGULAMALARI
 
Nanorobot
  1-100
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
ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI
(GENEL ANESTEZİ)
Curr Opin Anaesthesiol 20:311–315
 
Nanohalothan
  Hipotez
amacı
  Kardiyopulmoner yararlı etkilerinden (özellikle
bronkodilatatör etkisi) yararlanma
  Hepatotoksik etkisini ortadan kaldırmak
 
Nanotaşıyıcı sistem kullanarak halothanın direkt etki
yerine taşınmasını sağlamak
ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI
(REJYONEL ANESTEZİ)
Bu çalışmada;
bupivakainin yüksek
doz verilmesine bağlı
oluşan bupivakaine
toksisitesinin pi
elektronunda zengin
nanopartikül ile
önlenebileceğini
göstermişlerdir.
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-glycero3-phosphocholine (DMPC)
Sıvı
1,2-distearoyl-snglycero3-phosphatidylglycerol
(DSPG) Solid
www.pnas.orgcgidoi10.1073pnas.0900598106
ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI
(LOKAL ANESTEZİK)
www.pnas.org/cgi/content/short/0900598106
ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI
(LOKAL ANESTEZİK)
www.pnas.orgcgidoi10.1073pnas.0900598106
ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI
(LOKAL ANESTEZİK)
www.pnas.orgcgidoi10.1073pnas.0900598106
ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI
(LOKAL ANESTEZİK)
Hızlı etki başlangıçlı sürülerek kullanılabilecek bir lokal
anestezik hep çok istenmiştir.
  Nano-Lidogel (Lidocaine-loaded poly(εcaprolactone)–poly(ethylene glycol)–poly(εcaprolactone) (PCL–PEG–PCL) nanopartikülleri (200
nm) boyutundadır.
  Ratlarda etki başlangıcı ve etkisinin çok iyi olduğu
gösterilmiştir.
 
ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM UYGULAMALARI
(ATROPİN)
http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2010.11.002
ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM
UYGULAMALARI
 
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.
 
Freitas RA., Artif Cells Blood Substit Immobil Biotechnol. 1998;26:411–3
ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM
UYGULAMALARI
ANESTEZİ VE YOĞUN BAKIM
UYGULAMALARI
 
Kapnograf
 
 
 
Karbon nanotüp
Polimer
Silikon
Kapnograf
sensörü
Int.J.PharmTech Res.2012,4(3)
NANOTEKNOLOJİ ve CERRAHİ
NANOTEKNOLOJİ ve CERRAHİ
 
Kollagen nanofibrilleri
  Ratlarda
akut yara iyileşmesini hızlandırdığı gösterilmiştir.
  Kapiller
  Fibroblast
 
profilarasyonunu artırmıştır.
Chitin
  Doğal
polisakkarid
  Toksik olmayan
  Dokuda eriyebilir
  Elimasyonu karbonat ve proteinlere ayrışır
Clinical, Cosmetic and Investigative Dermatology, 2010, 3, 5–13
NANOTEKNOLOJİ ve CERRAHİ
 
 
 
Gümüş
Fare kronik yara modelinde
gümüş nanopartiküleri
uygulanmış.
Kollagen ve germe
fonksiyonlarına bakılmıştır
Nanomedicine, 2011 7, 497–504.
NANOTEKNOLOJİ ve CERRAHİ
 
Nanogümüş
İnvivo antibakteriyel aktivitesi
ölçülmüş
  S.aureus
 
Biomaterials, 2010;31, 9293–9300.
 
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.
TEŞEKKÜRLER