Nanosensörler Kalp Krizini Tespit Edebilir Mi? için yorumlar kapalıBİLİM, sağlık
Ülkemizde her yıl 200 bin kişinin hayatını kaybetmesine sebep olan kalp krizi, kalbi besleyen atardamarlarda yaşanan ani tıkanma sonucu kalp kasının yeterli seviyede oksijen alamaması ve buna bağlı olarak kalp dokusunda hasar meydana gelmesidir. Peki kalp krizini gerçekleşmeden önce algılayabilen cihazlar üretilebilir mi?
San Diego merkezli Scripps Health’te çalışan bilim insanları tam olarak bu cihazlar üzerinde çalışmaktadır. Ürettikleri teknoloji sayesinde kan akışında bulunan küçük nanosensör çipleri kalp krizinin öncüllerini algılayabilmektedir. Vücuduna bu çiplerden yerleştirilmiş bir kişi akıllı telefonuna veya başka bir kablosuz cihaza hemen bir uzmana görülmesi gerektiği konusunda bir uyarı alabilir.
Nanoteknoloji ile Geliştirilen Nanoçiçekler Nedir? için yorumlar kapalıteknoloji
Bilim ve teknolojinin her geçen gün ilerlemesiyle birlikte yeni ürün ve uygulamalar hayatın içinde kendine yer bulmaktadır. Bir teknoloji çeşidi olan nanoteknolojinin dünyamıza kazandırdığı ürünlerden biri de nanoçiçeklerdir. Bu yazıda nanoteknoloji kullanılarak geliştirilen nanoçiçekleri tanıtacağız.
Nanoteknoloji Nedir?
Nanoteknoloji, mikroskopla dahi görülemeyecek kadar küçük maddeleri geliştirerek ortaya ürün çıkaran bir teknolojidir. Bu teknoloji sayesinde gözle görülemeyen atomlar ve moleküller tıpkı bir nakış gibi işlenebilir ve birbirinden farklı özelliklere sahip yepyeni malzemeler tasarlanabilir.
Nanoteknoloji kelimesinde yer alan ‘nano’ ifadesi, bu malzemelerin boyutunu tanımlamak için kullanılan bir ön ektir ve bir metrenin milyarda birini tanımlar. Örnek olarak bir kağıdın kalınlığı neredeyse 100.000 nanometredir. Böyle düşününce 1 nanometrenin ne kadar küçük olduğunu hayal edebilmişsinizdir. Mikro boyutlarda çalışmak ve teknoloji geliştirmek günümüzde popüler çalışma alanları arasına girmektedir. Üstelik bu teknoloji tıptan biyomühendisliğe, tarımdan manyetizmaya kadar çok geniş bir alana uzanmakta ve bu teknoloji sayesinde işlevsel malzemeler üretilmektedir.
Nanoteknoloji ile geliştirilen ürünlere nanomalzeme denmektedir. Bu malzemeler ihtiyaca göre yapay olarak üretilip kullanılmaktadır. Son yıllarda üretilen ve birçok kullanım alanıyla bilim insanlarının odağında olan nanoçiçekler de bir nanomalzeme örneğidir.
Kenara Çekilin Atomik Saatler: Nükleer Saatler Geliyor için yorumlar kapalıbilim
Gaz jetinin üzerine güçlü bir lazer yansıtılıyor ve parlak bir plazma meydana getirip morötesi ışık üretiyor. Bu ışık, vakum odasında arta kalan gaz ile etkileşime girdikçe beyaz renkli, görünür bir çizgi bırakıyor. Bu süreç ise bilim insanlarının, gelecekteki bir nükleer saatin çekirdeği olacak toryum-229 çekirdeğini uyarmak için gereken enerjiyi hassas şekilde ölçmesine yardımcı oluyor. Fotoğraf: Chuankun Zhang/JILA
Fizikçiler altta yatan ilkeleri gösterdi. Sırada prototip var.
Atomik saatler 70 yılı aşkın süredir zamanı ölçmenin en kesin araçları olarak hizmet verdi. Fakat saltanatları artık sona eriyor olabilir. Amerikan Standartlar ve Teknoloji Enstitüsünün (NIST) geçtiğimiz hafta yaptığı bir duyuruya göre uluslararası bir araştırma takımı, ilk nükleer saat prototipini tamamlamaya hiç olmadığı kadar yaklaştı. Uzmanlar saatin geliştirilmiş hassasiyetinin GPS’ten internet hızlarına ve dijital güvenliğe kadar her şeyi daha iyi hale getireceğini düşünüyor. Böyle bir cihaz ayrıca karanlık maddenin ve diğer temel parçacık fiziği kuramlarının tabiatını araştırmaya da yardımcı olabilir.
İki saat arasında ilk bakışta çok fark yokmuş gibi gelebilir fakat her şey ölçekle ilgili. Atomik saatlerin zaman tutma kabiliyetleri, tekil atomların kesin titreşimlerini ölçerek bir saniyenin uzunluğunu belirlemeye dayanıyor. Bunu yapmak içinse yüksek güçlü bir lazer ışını, bir sezyum-133 atomuna doğrultuluyor ve sonrasında atomun elektronlarını uyararak, enerji seviyeleri arasında bir saniye boyunca tam 9.192.631.770 titreşimle geçiş yapmasını sağlıyor. Sonrasında gezegen çapındaki atomik saat ağları, sistemlerini bu ölçümle eş zamanlayarak internet iletişimleri, haritalama, uzaya fırlatılan roketler ve diğer pek çok kullanım alanı için son derece kesin bir eş güdüm sağlıyor. 2014 yılından beri ABD’de geçerli olan ana standart (NIST’te yer alan bir sezyum çeşmesi saati), 300 milyon yılda sadece 1 saniyelik sapmayla zaman tutma kabiliyetine sahipti.
Fakat nükleer saatler bu konseptleri katbekat daha ince ayarlanmış parametrelerde uygulayacak. Adından da anlaşılacağı üzere bu cihazlar, daha büyük atomların titreşimlerinin aksine tek bir çekirdeğin titreşimlerine odaklanıyor. Çekirdeğe yöneltilen lazer ışığı (atomun tamamından 100.000 kat daha ufak) daha yüksek frekanslar gerektiriyor ve ayrıca saniye başına daha fazla dalga döngüsünü garanti ediyor. Böylelikle saniye başına titreşim artıyor ve sonrasında daha büyük hassasiyete olanak sağlanıyor. Kuramsal olarak bu durum, 300 milyon yılda gerçekleşen zaman belirsizlikleriyle kıyaslandığında onları güvenilmez hale getiriyor.
NIST ve ABD Ortak Laboratuvar Astrofiziği Enstitüsünde (JILA) çalışan fizikçi Jun Ye, Çarşamba günü yapılan duyuruda şöyle aktarıyor: “Milyarlarca yıl çalışsa dahi bir saniye bile kaybetmeyecek bir kol saati düşünün. Henüz oraya gelmedik ama bu araştırma bizi o hassasiyet seviyesine daha da yaklaştırıyor.”
Genel olarak konuşacak olursak çekirdekler, benzer faz sıçramaları yapmak için uyumlu X-ışınları gerektiriyor; fakat mevcut teknoloji, bunun yapılması için gereken enerji seviyelerini üretemiyor. Araştırmacılar bu engelin üstesinden gelmek için toryum-229’a yönelmişler. Bu elementin çekirdeği bilinen diğer tüm atomlardan daha düşük bir sıçrama sergilerken, uyarım için de daha düşük enerjili morötesi ışığa ihtiyaç duyuyor.
Toryum çekirdekleri küçük bir kristalde asılı tutulduklarında, araştırmacılar üzerlerine tahmin edilebilir aralıklarla UV lazer ışınları yansıtmış. Bu esnada da optik frekans tarağı şeklinde bilinen bir şeyi (“son derece hassas bir ışık cetveli” şeklinde tanımlanıyor) kullanarak proton ve nötronların titreşimsel “tıkırtılarını” saymışlar. Sonuç ise dalga boyuna dayanan önceki ölçümlerden yaklaşık 1 milyon kat daha yüksek olan bir hassasiyet seviyesi olmuş. Araştırma takımı, UV frekanslarını dünyanın strontiyuma dayalı diğer en doğru atomik saatlerinin optik frekansıyla da karşılaştırarak, bir nükleer geçiş ile atomik blok arasındaki ilk “doğrudan frekans bağlantısını” da kurmuşlar. NIST’e göre bu gelişme, “nükleer saatin geliştirilmesi ve mevcut zaman tutma sistemleriyle bütünleştirilmesi yolunda atılan çok önemli bir adım.”
Araştırmacılar, sinir ağı ve yeniden yazılabilir depolama özelliklerine sahip mikroakışkan bir DNA işlemcisini başarıyla inşa etti. DNA tabanlı hesaplamanın ciddi bir potansiyeli olduğu belirtiliyor.
RIT araştırmacıları tarafından sadece hesaplama değil aynı zamanda DNA içinde depolanan verileri okuma ve yazma yeteneğine sahip “çip üzeri laboratuvar” olarak adlandırılan bir mikroakışkan DNA işlemcisi geliştirildi. Prototip cihaz, DNA içinde depolanan veriler üzerinde yapay sinir ağı hesaplamalarını, özellikle de değiştirilmiş DNA moleküllerinin mikroakışkan çözümlerini destekliyor. Ayrıca DNA CPU’nun yetenekleri, bir CPU’dan görmek istediğiniz beklenen matematiksel ve doğrusal olmayan hesaplamaları da kapsıyor.
DNA tabanlı işlemci geliştirildi
Araştırmacıların DNA hesaplama ve depolamadaki amaçlarından biri, günümüzün büyük veri teknolojilerine daha sürdürülebilir bir alternatif bulmak. Rochester Teknoloji Enstitüsü Kate Gleason Mühendislik Fakültesi’nde bilgisayar mühendisliği bölüm başkanı olan Amlan Ganguly, DNA tabanlı işlem için “Bu, depolamadan hesaplamaya ve hesaplamayı yapmak için DNA’yı bir araç olarak kullanmaya uzanan bir köprü anlamına geliyor” diyor.
Araştırmacıların DNA tabanlı işlemci gösterimi oldukça etkileyici olsa da bunun uygulanabilir bir DNA hesaplama geleceğine doğru atılan adımlardan yalnızca biri olduğu gerçeğini de unutmamak gerek. Yani bu araştırma, kısa bir süre içinde ürün olarak karşımıza çıkmayacak. Öte yandan bu alandaki çalışmaların sayısının arttığını da belirtmek gerek. Yaklaşık iki hafta önce oldukça pahalı olsa da veri depolamada DNA döneminin başladığını sizlere aktardı. Biomemory adlı girişim 1KB DNA depolama kartlarını 2026’da piyasaya süreceğini açıklamıştı.
Tüm bunlar ilk duyulduğunda “İsviçreli bilim insanları” ve benzeri bilim kurgu saçmalığı gibi geliyor olsa da DNA hesaplama ve DNA depolamanın ayakları yere basan olgular olduğunu belirtelim. Çok daha çevre dostu bir alternatif olmasının yanı sıra DNA depolama, SSD’lerden 3 ila 6 kat daha fazla olmak üzere çok daha yoğun bir kapasite vaat ediyor.
Öte yandan DNA’nın bir depolama ortamı ve hatta hesaplama kaynağı olarak potansiyeli, doğal yapısına ve özelliklerine dayanıyor. Bilindiği üzere DNA doğal olarak dört baz ATGC molekülünden (adenin, timin, guanin ve sitozin) oluşuyor. DNA’nın bu yapısı, özellikle mikroskobik ölçeği ile birleştiğinde, ikili sistemde gerekli olan 0/1 baz sayılarından daha verimli veri depolamaya olanak verebilir.
Ganguly’nin ekibi bu mikroakışkan DNA depolama/bilgi işlem cihazını DNA depolama ve bilgi işlemin geleceğini daha da ileriye taşımak için tasarladıklarını söylüyor. Araştırmada sergilenen DNA hesaplama, ticari uygulamalarda (veri merkezleri gibi) ve tıbbi uygulamalarda (biyomedikal cihazlar veya adli tıp gibi) kullanılmak üzere konumlandırılıyor. Tüm bunlara ek olarak DNA hesaplama ve depolamanın da kendine has sorunları var. Bunlardan en önemlisi çok yavaş çalışma ve yüksek gecikme sorunu.
Kendilerini kopyalayabilen DNA nanabotlar geliştirildi. için yorumlar kapalı
Bilim insanlarından oluşan uluslararası bir ekip, doğru koşullar altında şaşırtıcı bir şekilde süresiz olarak kendini kopyalayabilen DNA tabanlı yeni bir nanobot geliştirdi.
New York Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı, teorik olarak kendilerini üstel olarak çoğaltabilen DNA tabanlı nanobotlar geliştirdi. Geliştirilen minik DNA robotları sadece dört DNA ipliğinden oluşuyor ve yapılarını şablon olarak kullanarak kendilerini herseferinde teker tekerkopyalayabiliyorlar. Bu DNA nanobotları, vücudumuzun içerisinde kalarak hastalıklara yeni bir tedavi yaklaşımı sağlayabilir.
Kendini kopyalayan nanobotlar
Dört DNA ipliği ile oluşturulan nanobotlar yaklaşık 100 nanometre boyutunda. Bunu bir perspektife oturtmak gerekirse, aşağı yukarı bir insan saçının genişliğine sığacak şekilde yaklaşık bin tanesini an yana dizebilirsiniz. Ayrıca çalışabilmeleri için gereken belirli DNA ipliği hammaddelerini içeren bir çözelti içinde tutuluyorlar.
Parçaları üç boyutlu şekillerde bir araya getirebilen nanorobotlar New York Üniversitesi, Ningbo Cixi Biyomekanik Mühendisliği Enstitüsü ve Çin Bilimler Akademisi’nden bilim insanlarının işbirliğiyle geliştirildi. Bu, yalnızca iki boyutlu şekiller oluşturabilen önceki girişimlere kıyasla önemli ölçüde gelişme anlamına geliyor. Yeni robotlar, üçüncü boyuta ve daha fazla serbestlik derecesine erişmek için çok eksenli hassas katlama ve konumlandırma kullanıyor.
Ekip Science Robotics dergisinde yayınlanan çalışmalarında, “Dışarıdan kontrol edilen sıcaklık ve ultraviyole (UV) ışıktan yararlanarak, ~100 nanometre boyutundaki programlanabilir robotumuz farklı parçaları yakalıyor, bunları kaynaştırılabilecek şekilde konumlandırıyor ve hizalıyor, yapıyı serbest bırakıyor ve bir sonraki işlem için hazır olarak orijinal konfigürasyonuna geri dönüyor” diyor.
Nanobotlar neden önemli?
Bunun gibi nanobotlar vücut hücreleri içinde ilaç, enzim ve diğer kimyasalları üretme potansiyeline sahip. Araştırmacılar, bu makinelerin tüm 3D yapılarını ve işlevlerini kendi kendilerine kopyalayabildiklerinin altını çiziyorlar. Daha önceki araştırmalar, hata riski taşıyan 3D şekillere dönüştürülmesi gereken 2D şekillerle sınırlıydı. Ancak yeni araştırma sıfırdan 3D yapıların oluşturulmasına olanak sağlıyor.
Ancak DNA nanobotlarının tamamen kendi kendine yetemediklerini de belirtmek gerekiyor. Robotlar, dışarıdan kontrol edilen sıcaklık ve UV ışığına tepki olarak hareket ediyor. Bir araya getirdikleri DNA parçalarına kaynak yapmak için UV ışığı gerekiyor. Yeteri kadar bilimkurgu kültürünün içerisinde olanlar “kendi kendini kopyalayan nanobot” cümlesini duyduğunda Gray Goo senaryosunu (kontrolsüz bir şekilde kendini çoğaltabilen nanobotların yaşamı tehdit etmesi) akıllarına getirebilir. Neyse ki, geliştirilen DNA nanobotları için bu pek olası değil çünkü yeterli miktarda hassas DNA parçaları ve UV ışığı olmadan kendilerini ya da başka bir şeyi çoğaltmaları mümkün değil.
Geçmişten günümüze gittikçe popülerleşen ve artık bilim dalı olarak gündemde olan bir kavramdan bahsedeceğiz: Nanoteknoloji.
Peki nedir bu nanoteknoloji? Gelin sözlük anlamına bakalım.
“Maddenin atomik veya moleküler boyutta işlenerek mikroskobik boyutta ürünlerin üretilmesi yöntemi.” olarak karşımıza çıkıyor.
Nano kelimesi Yunan kökenli olup küçük, minik anlamlarına gelir. Nanoteknoloji ise maddenin atomik, moleküler ayrıca supramoleküler seviyede kontrolüdür. Aynı zamanda nanoteknoloji 1 ile 100 nanometre boyutlarındaki yapıların herhangi bir amaç için kullanılmasıdır. Peki 1 nanometre size ne ifade ediyor? Ne kadar küçük olduğunu hayal edebilir misiniz? Size bir örnekle anlatabilirim. Dünya’yı düşünün ve boyutunun 1 metre olduğunu varsayalım. Bu durumda bir futbol topu da 1 nanometreyi temsil eder. 1 nanometre metrenin milyarda biri olarak ölçülüyor.
Geçmişten Günümüze
Peki hayatımızda ne zamandan beri var bu kavram? Hangi süreçlerden geçti? Ne kadar gelişti?
Nanoteknolojiyi besleyen ilk kavramlar ünlü fizikçi Richard Feynman tarafından ortaya konmuştur. Richard Feynman 1959’da atomların kontrolü ile sentezin olasılığından bahsettiği konuşma “There’s plenty of Room at the Bottom” sayesinde bu alana dikkat çekmiştir. Her bir atom ve molekülü ayrı ayrı kontrol edebilecek bir sürecin varlığından bahsetti ve bilim dünyasına yeni bir kavram ekledi diyebiliriz.
1960’ların başında mikroçipler geliştirildiğinde doğal olarak nanoteknolojiye olan ilgi de artıyor. Nanoteknoloji, bilimsel terim olarak ilk kez 1974 tarihinde Norio Taniguchi tarafından kullanılıyor.
(Daha önce de sürekli nanoteknoloji demiştik fakat Norio’dan öncesi nanoteknoloji için bir temeldi.)
1980’lere baktığımız zaman nanoteknoloji artık bir bilim dalı olarak ele alınıyordu. K. Drexler, Feynman’dan etkilenerek 1986 tarihinde yazdığı “Engines of Creation: The Coming Era of Nanotech” kitabında bu terimi kullanıyor. Drexler aynı zamanda nanoteknoloji kavramları ve sonuçları hakkında toplum bilinci oluşturmak için The Foresight Institute (Öngörü Enstitüsü) ‘nü kurmuştur.
Başlangıcı 1970’lere kadar dayanan bu bilim hala gelişmekte ve sonsuz bir gelişim potansiyeli taşımakta diyebilir miyiz? Bence diyebiliriz.
Kullanım Alanları
Hayatımızın her alanında karşımıza çıkan bu teknolojiyi başlıklar altında bakalım isterseniz. Hangi alanda hangi çalışmalar yapılmış ya da hangi çalışmaları yapmak mümkündür bunlardan bahsedelim.
Tıp:
Gen uygulamaları, diş tedavileri, ortopedi, salgın hastalıklar ve en önemlileri kanser ile nörodejeneratif hastalıklar için nanoteknoloji kullanılabilmektedir. Kanserin erken teşhisinde ve hatta kanser hücrelerine direkt olarak müdahale edilmesinde büyük rol oynar.
Vücuda alınan ilaçlar, normalde vücudun her yerine dağılmakta ve gerçek hedefe gitme olasılığı azalmaktadır. Nanopartiküler ilaçların üretimiyle kanser hücrelerine ya da herhangi hasta hücreye direkt yönelen ilaçların yapılması mümkündür. Bu sayede aldığımız ilaçlar bütün vücudumuza yayılmak yerine direkt gitmesi gereken bölgeye gidecektir. Böylelikle vücudun küçük bir bölgesini tedavi etmek için vücudun başka bir yerini zehirleme riski ortadan kalkmaktadır.
İlerleyen zamanlarda nanoteknoloji sayesinde hangi gelişmeler bizi bekliyor dersiniz? Birkaçından bahsedeyim:
· Çok küçük boyutlarda üretilen robotlar ile hasarlı organların iyileştirilmesi.
· Tıkanan beyin damarlarının nano tüplerle tıkanmalar giderilebilmesi.
· Sinirsel iletişim eksikliğinden kaynaklanan ve genel adı felç olan hastalığa, nano teknolojiyle üretilen yapay kılcal damarlar ile çare bulunması.
· Süper bilgisayar tarafından kontrol edilen ve vücudumuzun yapay bağışıklık sistemini oluşturacak nano robot ordularının üretilmesi.
· Gelecekte nano biyolojik ürünler gündeme gelecek, suni organ yapımında nano parçalar kullanılacak, anında teşhis koyabilen sağlık tarama araçları yapılabilecektir.
Pek yakın gelecekte, medikal nanoteknoloji alanında bir devrim yaşanacak diyebiliriz. Örneğin sanal olarak hastalıkların önüne geçilebilecek, moleküler seviyede hücreleriniz tamir edilecek ve yaşlanma yavaşlatılacak.
Peki sağlık alanında herhangi bir tehlike oluşturuyor mu sizce? Nanofiberler; uçak kanadından tenis raketine kadar değişik ürünlerde ve bazı alanlarda kullanılmaktadır. Uçuşan nanoparçacıkları ve nanofiberleri içine çekmek fibröz gibi birçok akciğer hastalığına sebep olabilir. Araştırmacılar; deney fareleri nanoparçacıkları içine soluduğunda bu parçacıkların beyine ve akciğere yerleştiğini ve bunun da stres tepkisi ve iltihaplanma için biyo-işaretlerde önemli artışa sebep olduğunu bulmuşlardır. Ayrıca nanoparçacıklar tüysüz farelerde oksidatif stres yoluyla cilt yaşlanmasını tetikler. Bir gazete makalesi boya fabrikasındaki işçilerin ciddi akciğer kanserine yakalandıklarını ve akciğerlerinde nanoparçacıkların bulunduğunu bildirmiştir. Evet nanoteknolojinin yararları saymakla bitmez fakat sizce bu tür zararlar ihmal edilmeli mi? Yoksa nanoteknolojinin sebep olduğu hastalıklara nanoteknolojiyle çözüm getirilebilinir mi?
Nanoteknoloji, daha iyi kataliz kullanarak yakıt üretiminin verimliliğini artırmak, yeni tür piller oluşturmak, daha iyi aydınlatma sistemleri oluşturmak, güneş panellerinin verimliliğini ve maliyet etkinliğini artırmak için çeşitli enerji alanlarında kullanılmaktadır.
Son yıllarda ilgi odağı olan nanomalzemelerden biri Karbon Nanotüp (CNT) tür. Karbon Nanotüp, Japon bilim adamı Sumio Iijima tarafından 1991 yılında keşfedilmiştir. CNTler olağanüstü dayanım, esneklik, elektrik ve ısıl iletkenlik gibi özelliklere sahiptirler. Bu özellikleri sayesinde, enerji alanlarında kullanımları ile ucuz, kolay ve daha etkili enerji üretim, taşıma ve tüketim metotlarına ulaşılabilmektedir. 2004 yılında keşfedilmiş diğer bir yeni nanomalzeme ise Grafen’dir. Grafenin enerji sektöründe kullanılması üzerine yapılan çalışmaların bir kısmı elektrik enerjisinin etkili bir şekilde taşınması ve depolanması üzerinde yoğunlaşmaktadır. Karbon Nanotüp ve Grafene yanı sıra çeşitli nanoparçacıklar vardır. Mükemmel optik ve iletkenlik özelliklerine sahip olduklarından güneş enerjisi gibi yenilenebilir kaynaklardan enerji toplanması, nanoparçacıkların yoğun olarak kullanıldığı ana uygulamalardan biridir. Nanomalzemelerin enerji alanında hangi dallarda kullanıldığını şu şekilde özetleyebiliriz; güneş enerjisi, hidrojen teknolojisi, enerji depolama, yakıt hücreleri, enerji taşımacılığı ve enerji tüketimi.
Otomotiv:
Otomotiv sektörü son derece rekabetçi bir sektördür. Nano teknoloji çalışmaları, otomotiv sektöründe rekabet açısından önemli alanlara katkıda bulunmaktadır. Her alanda olduğu gibi maliyetin azaltılması, kalitenin artırılması, iyileştirilmiş teknik özellikler için nanoteknoloji otomotiv sektöründe de önemli bir yer kaplıyor. Bunun dışında ağırlığın azaltılması, yakıt tüketiminin iyileştirilmesi, çevreci araçlar üretmeyi kolaylaştıran ve amaçlayan uygulamalar da nanoteknoloji altında yapılmaktadır.
Gerçek kan basıncını sürekli olarak ölçen ilk noninvaziv yöntem.. için yorumlar kapalı
Cihaz, kan damarlarından kan basıncı verilerini toplamak için ses dalgalarını kullanır ve yanıtı ultrason ile izler. Kaynak: Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü
Özet: Yeni cihaz, kan damarlarından kan basıncı verilerini toplamak için ses dalgalarını kullanıyor ve yanıtı ultrason ile izliyor. Rezonans sonomanometri adı verilen yeni teknik, evde, hastanelerde ve hatta muhtemelen uzak yerlerde daha iyi yaşamsal belirti izlemesi sağlama sözü veriyor.
Onlarca yıllık bir sorunu çözen Caltech araştırmacılarından oluşan multidisipliner bir ekip, vücudun herhangi bir yerindeki kan basıncını noninvaziv ve sürekli olarak ölçmek için bir yöntem buldu. Yeni tekniğe dayanan bir cihaz, evde, hastanelerde ve hatta muhtemelen kaynakların sınırlı olduğu uzak yerlerde daha iyi yaşamsal belirti izleme sözü veriyor.
Rezonans sonomanometrisi adı verilen yeni patentli teknik, bir arterdeki rezonansı nazikçe uyarmak için ses dalgalarını kullanır ve daha sonra arterin rezonans frekansını ölçmek için ultrason görüntülemeyi kullanır ve gerçek bir kan basıncı ölçümüne ulaşır. Küçük bir klinik çalışmada, hastalara ciltte hafif bir uğultu hissi veren cihaz, bakım standardı kan basıncı manşonu kullanılarak elde edilenlere benzer sonuçlar üretti.
Elektrik mühendisliği ve bilgisayar bilimleri profesörü ve PNAS Nexus dergisinde tekniği ve cihazı tanımlayan yeni bir makalenin yazarlarından biri olan Yaser Abu-Mostafa (PhD ’83), “Mutlak kan basıncını ölçebilen bir cihazla sonuçlandık – sadece kan basıncı manşetlerinden almaya alışkın olduğumuz sistolik ve diyastolik sayıları değil – tam dalga formunu da ölçebildik” diyor. “Bu cihazla kan basıncını sürekli olarak ve vücudun farklı bölgelerinde ölçebilirsiniz, bu da size bir kişinin kan basıncı hakkında çok daha fazla bilgi verir.”
“Bu ekip neredeyse on yıldır çalışıyor, fark yaratan, gerçek bir klinik sorunu çözecek kadar iyi bir şey inşa etmeye çalışıyor” diyor Aditya Rajagopal (BS ’08, PhD ’14), Caltech’te elektrik mühendisliği alanında misafir araştırmacı, USC’de biyomedikal mühendisliği araştırma yardımcı doçenti ve yeni makalenin ortak yazarı. “Apple ve Google gibi teknoloji devleri de dahil olmak üzere birçok grup, hastaneden eve kadar çeşitli hasta izleme olasılıklarını mümkün kıldığı için böyle bir çözüm üzerinde çalışıyor. Yöntemimiz, kan basıncı ve kalp sağlığı ölçümlerinin hastane düzeyinde izlenmesine erişimi genişletiyor.”
Geleceğin Ayak Sesleri: Nanoteknoloji için yorumlar kapalı
Yuri N. Artsutanov bunu düşledi. Hem de 1960’lı yıllarda. Peki böyle bir şey gerçekten mümkün mü? Şimdilik teoride olsa da konuyla ilgili çalışmalar çoktan başladı. Bu hayali gerçekleştirmek için en önemli aşama, belki de insanlığın bildiği en sağlam malzemeyi üretebilmekte. Bunun yolu da nanoteknolojiden geçiyor. Bilimle ilgisi olsun olmasın hemen herkes, nanoteknoloji sözcüğünü bir yerlerden duymuştur. Her geçen gün hayatımıza daha fazla giren bu kavramın ne olduğunu hiç merak ettiniz mi? Gözlerinizin göremeyeceği kadar küçük bir dünyanın içinde, kısa bir yolculuğa çıkalım.
Nano sözcüğü etimolojik olarak Yunanca kökenli ve aslında “cüce” anlamına geliyor. Bugün bu sözcüğü, metrenin milyarda biri ölçülerine denk gelen fiziksel boyutları tanımlamakta kullanıyoruz. “Boyutları 1 ile 100 nanometre arasında değişen maddeler üzerinde yapılan çalışmalar da nanobilim ve nanoteknoloji dediğimiz alanları oluşturuyor.” Başka bir deyişle, maddenin atomik ve moleküler düzeyde işlenmesi… Evet, söz konusu nanoboyut olduğunda, gerçekten çok çok küçük şeylerden bahsetmeye başlıyoruz. Aşağıdaki tablo nanoboyutun daha iyi anlaşılması için yararlı olacaktır. Zira saç telinin yarıçapının bile devasa sayılabileceği bir oran görüyoruz:Peki ama maddeyi atom ve molekül boyutunda kontrol edebilme fikri nereden çıktı?
1959 yılında ünlü fizikçi Richard Feynman, “There’s Plenty Of Room at the Bottom” adlı bir konuşma yaptı. Bu meşhur konuşmada Feynman, gelecekte çok küçük boyutlarda maddelerin kontrol edilip bunların üzerinde çalışmalar yapılabileceğini öngörüyordu. Bu ilham verici tahminler, yıllar sonra gerçeğe dönüşmeye başladı. Aslında nanoteknoloji sözcüğü 1974’e kadar hiç kullanılmamıştır. Japon bilim insanı Norio Taniguchi’nin bu tarihte bir konferansta nanoteknoloji teriminden bahsettiğini görüyoruz. Ancak bu terimin popülerleşmesi başka bir isim sayesinde oldu: K. Eric Drexler, 1976 yılında yayımlanan Engines of Creation: The Coming Era Of Nanotechnology adlı kitabında bu yeni dünyaya adeta hoş geldin diyordu. Bugün, canlı vücuduna enjekte edilebilecek nanorobotlar üzerine araştırmalar yapılıyorsa; tüm bu gelişmelerde, yıllar önce yaşamış öncülerin payları yadsınamaz. İnsanlık, onların gösterdiği yol boyunca, uzay araştırmalarından gıda endüstrisine, savaş sanayinden sağlık sektörüne, pek çok alanda yeni keşiflere imza attı. Örneklerle devam edecek olursak, Yıllar önce geçirdiği bir trafik kazası sonucunda felç geçirerek uzuvlarının kontrolünü yitiren Ian Burkhart adlı bir hasta; beynine yerleştirilen nanoteknoloji ürünü küçük bir mikroçip sayesinde artık kollarını kullanabiliyor. Kendi kendini temizleyebilen yüzeyleri duymuşsunuzdur. Ya da yıkamaya gerek duyulmayan giysileri. Fotokatalizle parçalanan kirlerin ardından el sallıyorsunuz. Sonra da nanoteknoloji ürünü yarı iletken malzemelere teşekkür ediyorsunuz. Tabii yeterince kibarsanız… Nanoteknoloji her yıl daha parlak fikirlerle gelişiyor. İlerleyen yıllarda bizleri çok büyük sürprizlerin beklediğinden şüphemiz yok. Yazının başında değindiğimiz uzay asansörü fikri, uzay yolculukları ve yörüngeye nakliye maliyetleri açısından büyük önem taşıyor. Bunun gibi olağanüstü projeler belki nanorobotlar sayesinde gelecekte sıradanlaşacak. Vücudunuzda, hücreleriniz gibi uyum içinde çalışan küçük robotların bulunduğunu hayal edin. Hastalıklarınızı erkenden algılayıp tedavi edebilecek minik doktorlar. Besin ihtiyacınızı minimalize etmek için çabalayacak mikro aşçılar. İletişim gereksiniminizi cihaz ve aksesuarlardan arındıracak küçük asistanlar…
Demir Bazlı Manyetik Nanopartiküllerin Genotoksik Etkilerinin Drosophilamelanogaster’de Araştırılması için yorumlar kapalı
Manyetik nanopartiküller (MNP’ler) günümüzde nanopartiküllerin yeni bir sınıfı olarak biyosensörler, tıbbi tanı ve tedavi, manyetik rezonans görüntüleme ve daha birçok alanda sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır. MNP’lerin kullanım alanları arasında özellikle insan üzerinde yaygın uygulama alanlarına sahip olmaları ve ayrıca potansiyel toksisiteleri hakkında literatürde bilgi eksikliği olması sebebiyle bu bileşiklerin kullanımı oldukça endişe uyandırıcı bir durum haline gelmiştir. Bu bağlamda MNP’lerin toksikolojik açıdan değerlendirilmeleri büyük bir önem taşımaktadır. Bu bağlamda çalışmamızda 4 farklı MNP’nin (Fe3O4 NP, NiFe2O4 NP, CoFe2O4 NP ve MnFe2O4 NP) genetik hasar oluşturma potansiyelleri, genotoksikoloji alanında sıklıkla kullanılan model organizmalardan biri olan Drosophila melanogaster ile kanat somatik mutasyon ve rekombinasyon testi (SMART) yöntemi çalışılarak araştırılmıştır. Çalışmada kullanılan uygulama konsantrasyonları 1, 3, 5 ve 10 mM olarak belirlenmiştir. SMART yönteminden elde edilen verilere göre; toplam klon sayısı parametresi bakımından NiFe2O4 MNP’lerinin en yüksek konsantrasyonunda (10 mM) ve CoFe2O4 MNP’nin ise 3, 5 ve 10 mM’lık konsantrasyonlarının istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde genotoksisiteyi indüklediği sonucuna ulaşılmıştır.
Burgazlı, A. Y., Kaya, B., Yalçın, B., Güneş, m., Tagorti G., 2024, Demir Bazlı Manyetik Nanopartiküllerin Genotoksik Etkilerinin Drosophila Melanogaster’de Araştırılması, Gazi üniversitesi fen Fakültesi Dergisi, 5. cilt (1): 39-51
NANOTEKNOLOJİNİN TEMELİ NANO PARTİKÜLLERİN İNSANLARÜZERİNDEKİ POTANSİYEL RİSKLERİ için yorumlar kapalı
Yeni ve gelişmekte bir teknoloji olan nanoteknoloji, son yıllarda popüler marka haline dönüştü. Askeri, çevre, enerji ve sağlık vb. alanlarda sadece yeniliklerin esas kaynağı değil, aynı zamanda sürekli artan malzemelerle teknolojik gelişmelerin geleceği olarak görülmektedir. Dolayısıyla ülkelerin gelecek nesillerini yetiştirecek olan bilim dallarının nanoteknoloji hakkındaki ilgi, tutum ve bilgi seviyelerinin belirlenmesi oldukça önemlidir. Yapılan çalışmanın amacı, nanoteknolojinin temeli olan nano partiküllerin insan üzerindeki olası etkilerini tetkik etmektir. Nanoteknoloji, üstün nitelikli yeni uygulamaların ortaya çıkmasına olanak tanıyan ve 1-100 nanometre(nm) boyutlarındaki partiküllerin kontrol edilebildiği bilim dalıdır. Diğer teknoloji alanlarında olduğu gibi, nanoteknoloji uygulamaları ile ortaya çıkan nano partiküllerin insan üzerinde potansiyel etkileri mevcuttur. Nanoteknolojinin sürekli artan farklı uygulama alanları sebebiyle, artık günümüzde nano partiküllerin ortamdaki yoğunluklarının da artış göstermesi söz konusudur. Bilim insanları nano partiküllerin çevre ile etkileşmeleri sonucunda oluşabilecek etkilerini incelemektedirler. Ayrıca insan vücuduna ulaşan nano partiküllerin hücrelerin ve vücut fonksiyonlarının zarar görmesine, genlerin mutasyona uğramasına, zehirleme etkisinin ortaya çıkmasına neden olduğu öngörülmektedir. Nanoteknoloji çalışmaları ile yeni kapılar açılırken, insanlar üzerinde oluşabilecek riskler de artmaktadır. Bu kapsamda; yapılan çalışmada insanlar tarafından her geçen gün daha fazla tüketilen nanoteknoloji ürünlerinin oluşturduğu risklerden sağlık, çevresel ve toplumsal açıdan bahsedilmiştir.
Kaynak; Demirkıran, A., 2019, Nanoteknolojinin temeli nano partiküllerin insanalar üzerindeki potansiyel riskleri, uluslararası batı Karadeniz mühendislik ve fen bilimleri dergisi, 1(2):1-17.
/storage.evrimagaci.org%2Fold%2Fcontent_media%2Fd4f1c3600ff320769ec0eb82078ce989.png)
