İllinois Üniversitesi’nden mühendisler 2 yıl önce 3D yazıcı kullanarak, kalp hücrelerinin enerjisiyle çalışan biyobotlar yaparak bütün bilim dünyasının ilgisini bir anda üzerlerine toplamışlardı. Bugün yine Raşit Beşir liderliğinde mühendisler kas hücrelerinden güç alarak elektrik sinyalleriyle kontrol edilen biyo robotlar üretmeyi başardılar. Bu sayede inanılmaz bir kontrol kabiliyeti kazanan biyobotlar geleceğin biyo makineleri için çok büyük önem taşıyor. “Hücrelerden aldığı biyolojik güçle çalışan bir sistem sayesinde istediğiniz biyolojik makineyi üretebilirsiniz.Biz mühendislik ilkelerini biyoloji prensiplerine entegre etmeye çalışarak çevre ve medikal uygulamalar için biyolojik makineler ve sistemler tasarlamaya ve geliştirmeye çalışıyoruz. Eğer biyolojini büyük gücünü kullanabilirsek bu büyük faydalar sağlayabiliriz,” diyor araştırma lideri Raşit Beşir.
Beşir’in ekibi esnek 3D basılmış hidrojeller ve yaşayan hücrelerden oluşan santimetreden daha küçük biyobotlar yapmakta lider. Daha önce de GerçekBilim’de farelerin canlı kalp hücrelerinden yapılan biyobotların haberini yapmıştım. Fakat kalp hücrelerinin sürekli attığından kalp hücrelerini durdurup çalıştırmak oldukça zor.
Bu nedenle yeni nesil biyobotlar iskelet hücrelerinden yapıldı. Böylece bu biyobotlar elektrik akımıyla kolayca kontrole edilebiliyor ve bu sayede biyobotların kontrolü sağlanarak tasarım prensiplerinde yeni imkanlar doğuyor.
“İskelet kasları oldukça etkin çekici çünkü onları dışarıdan sinyaller kullanarak yürütebiliyorsunuz. Örneğin, bir kimyasalı hissettiğinde veya bir sinyal aldığında çalışan bir makine üretmek için iskelet kaslarını kullanabilirsiniz. Bize göre bunlar sanki bir tasarım alet kutusu gibi.Biz mühendislere bu gibi makineler tasarlamak için farklı seçenekler sunuyor,” diyor Beşir. Doğadaki kas-tendon-kemik kompleksinden ilham aldık. 3D basılmış hidrojelle yapılan omurga biyobotu aynı bir eklem gibi esnetecek kadar güçlü. Aynı kemiği saran kaslardaki tendonlar gibi kendi bel kemiğine tutunan kas aynı zamanda biyobotun ayağı işlevini görüyor.
Biyobotların hızı elektrik atımlarının frekansını ayarlayarak kontrol edilebiliyor. Frekans arttıkça biyobotta aynı videodaki gibi hızlanıyor. Araştırmacılar bir sonraki adımda biyotlara nöron(sinir hücresi) entegre ederek ışık yardımıyla farklı yönlerde kontrol etmek üzerinde çalışıyorlar. 3D yazıcı teknolojisi sayesinde mühendisler farklı şekiller ve tasarımlardaki modelleri hızlı bir şekilde deneyebiliyorlar. Bu sayede üniversite öğrencilerine biyobotlardan farklı eğitim üniteleri hazırlama fikri de var. Biyobotlar sayesinde gelecekte ilaç taşıyan robotlar, cerrah robotlar, akıllı implantlar veya çevre analizörleri gibi pek çok yeni uygulama imkan doğabilir. Ayrıca çevre kirliliği gibi problemler içinde çözüm yolu olabilir.
Aslında doku mühendisliği araştırmaları da yıllardır biyolojik makineler üzerinde çalışıyor. Bu sayede doğal doku ve organlar için ters mühendislik uygulamaları için umut vaat eden gelişmeler yaşanacak.
“Hücre tabanlı yapılarda ileri mühendislik kullanma fikri oldukça heyecan verici. Bizim amacımız bu gibi cihazları otonom sensörlerde kullanmak. Bu sayede spesifik kimyasalları algılayacak ve sonrasında toksinini nötralize edecek ajanlar salgılayan biyobotlar yapmak istiyoruz. Hedefimize giden bu yolda hareketi kontrol etmek oldukça büyük bir adım,” diyor Beşir.
Raşit Beşir Nanoteknoloji alanında çalışıyor.
Kaynak : http://news.illinois.edu/news/14/0630biobots2_RashidBashir.html
Araştırma Referansı :
- C. Cvetkovic, R. Raman, V. Chan, B. J. Williams, M. Tolish, P. Bajaj, M. S. Sakar, H. H. Asada, M. T. A. Saif, R. Bashir. Three-dimensionally printed biological machines powered by skeletal muscle. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014; DOI: 10.1073/pnas.1401577111
