Doku Mühendisliği

Başlık epey geniş kapsamlı oldu fakat elimden geldiğince sıkmadan önemli noktalara değineceğim. Günümüzün ve geleceğin en önemli mühendislik alanlarından biri olan doku mühendisliği; vücuttaki hasarın iyileştirilmesinde diğer yöntemlerin eksik kalması ile doksanlı yıllarda ortaya çıkmıştır. Yine ihtiyaçtan kaynaklı bilimsel bir atılım söz konusudur. Hala kullanılan ve yeterli olmayan yöntemler biyomalzemelerin gelişmesi sayesinde zamanla rafa kalkacaktır.

---

_Kaynak

Gelelim yetersiz kalan o yöntemlere;

Ototransplantasyon

Bu yöntem bir canlının kendi vücudundan alınan bir dokunun yine kendi üzerinde kullanılmasıdır. Vücut dokuyu reddetmediği için işlevseldir fakat donör ve hastanın aynı canlı olması operasyonları oldukça zor ve riskli kılar. Ayrıca bu yöntem kemik doku ve deri doku ile sınırlıdır.

Allotransplantasyon

Aynı tür canlı fakat farklı bireyler arasında yapılan operasyondur. Bildiğimiz organ nakli bu alana girmektedir. Bu yöntemde de doku reddi ve uygun donör bulmanın zor olması gibi olumsuzluklar söz konusudur.

Ksenotransplantasyon

İlginç bir yöntem olan ksenotransplantasyon; iki farklı türden canlıların arasında doku transferidir. Diğer yöntemlere nazaran başarı sağlaması daha zordur. Dokunun reddi, enfeksiyon ve etik kaygılar göz önüne alındığında ideal bir yöntem değildir.

_Kaynak

Uzun zamandır kullanılan ve yeterlilikten uzak bu yöntemler doku mühendisliği ihtiyacını doğurmuştur. Doku mühendisliği kabaca; hedef doku ve organa uygun iskele yapılması ve hücre eklenmesi yöntemidir. Fakat ihtiyaçlara göre çok çeşitlilik gösterebilmektedir. Sistemin işleyişi;

1- Hedef dokuya uygun mekanik özellikte ve uygun biyomalzemeler yardımıyla doku iskelesi üretilir.

2- Hedef doku için üretilmiş doku iskelelerine uygun hücre yerleştirilir.

3- Doku uyarıcı maddeler olarak biyosinyal molekülleri eklenir.

Fakat bu kadar kolay değil tabi ki, malzemelerin mekanik özelliklerini, tutunma özelliklerini ve zamanında bozunmasını sağlamak oldukça güç. Sentetik malzemelerle mekanik özellikler kolay sağlanıyorken, diğer yandan tutunmakta zorlandıkları görülüyor. Doğal malzemelerde ise tam tersi durum geçerli. Peki bilim insanları bu sorunu nasıl aşıyor?
Cevap : Nanoteknoloji

Doku mühendisliğindeki en önemli atılım nanoteknoloji ile mümkün olmuştur. Çünkü vücuda dışarıdan yerleştirilen doku iskelelerinin uygun mekanik dayanımı sağlansa da hücrelere tutunabilmesi için gerekli adhezyon kuvvetini bulmakta zorlanmışlardır. Bu nedenle dokular arası boşluğu dolduran ekstrasellüler matriks üretimi önem kazanmıştır. Fakat taklit etmesi oldukça güç bir madde olduğu için iyi incelenmesi gerekmektedir. Bu düzeyde bir inceleme ise nanoteknoloji ile mümkün olmuştur.

Nanobiyoteknoloji

Öncelikle nanometrenin neye tekabül ettiğinden başlayalım. 1.000.000.000 nanometre bir metre uzunluğuna denk gelir. Yani saç teliniz bile yaklaşık yüz bin nanometre kalınlığındadır. Şimdi sizden nano ölçekte montaj aygıtları üretildiğini hayal etmenizi isteyeceğim. Çünkü daha önce hayal edildi ve çok aşama kaydedildi.

@gokhan83kurt hocam iki boyutlu malzemeler'den bahsettikten sonra nano ölçekle sizi ne kadar etkileyebilirim bilmiyorum ama deniyorum :)

Sadece kanserli hücreleri bulup yok edecek küçük makineler, zehirli maddeleri moleküler düzeyde tespit edecek minicik sensörler üretilebilir. Tüm bunlar interdisipliner (malzeme bilimi, kimya, mühendislik, optik, elektronik, tıp...) bir alan olan nanobiyoteknoloji ile mümkün kılınmaktadır.

_Kaynak

Vücut içerisindeki hücre davranışları nanoteknoloji destekli floresan problarla gözlemlenebiliyor. Bu gözlemler sayesinde doku iskeleleri yerleştirdiğimizde hücrelerin ne reaksiyon vereceğini bilebiliyoruz. Çünkü uzun vadede doku iskeleleri hücre üretimine engel olursa hasarlı bölgenin onarılması mümkün olamaz. Ya da yerleştirilen iskelelerin biyobozunur malzeme olması koşuluyla ne kadar zamana sahip olduğumuzu öğrenmiş oluyoruz. Ayrıca taramalı prob mikroskop ile (SPM) biyolojik olaylar moleküler düzeyde incelenebiliyor. Bir de nanotüp gerçeği var ki, onu yüksek müsadenizle ayrı bir post ile anlatmak isterim. Bahsettiğim ve bahsetmediğim gelişmelerle birlikte;

1- Deri doku mühendisliği

2- Kemik ve Kıkırdak Doku Mühendisliği

3- Kalp ve Damar Doku Mühendisliği

4- Solunum Sistemi Doku Mühendisliği

5- Karaciğer Doku Mühendisliği gibi alanlar doğmuştur.

_Kaynak

Yetişkin kök hücreler ile doku mühendisliği hiç olmadığı kadar zengin kaynaklara sahip olacağı ön görülüyor. Yakın gelecekte yeni malzemeler, yeni görüntüleme teknikleri, biyoreaktörler, damarlaşmayı sağlayacak ve daha büyük doku üretiminin önünü açacak yöntemler ve doku hasarına daha iyi uyum sağlayan akıllı doku iskeleleriyle bilim kurgu filmlerini aratmayan sahneler bizi bekliyor olabilir.