Kanser tedavisi için geliştirilen akıllı mikro iğne teknolojisi YTÜ’de anlatıldı

YTÜ Öğretim Üyesi Prof. Dr. Cem Bülent Üstündağ, Kafede Bilim etkinliğinde, bir cilt kanseri türü olan melanomun tedavisine yönelik geliştirilen üç boyutlu baskılı akıllı mikro iğneleri anlattı. Kemoterapi ilacının bölgesel salımını ışıkla oluşturulan ısıl etkiyle bir araya getirmeyi amaçlayan sistemin laboratuvar bulguları katılımcılarla paylaşıldı.

Bilim meraklılarını alanında uzman isimlerle buluşturan Kafede Bilim etkinlikleri, Yıldız Teknik Üniversitesi’nde devam ediyor. TÜBİTAK Bilim Genç tarafından YTÜ Millî Teknoloji Atölyeleri iş birliğiyle düzenlenen programda, YTÜ Kimya-Metalurji Fakültesi Dekan Yardımcısı Prof. Dr. Cem Bülent Üstündağ, “Kanser Tedavisinde Yeni Bir Dönem: 3D Baskılı Akıllı Mikro İğneler” başlıklı sunum gerçekleştirdi.

Davutpaşa Kampüsü Academic Lounge’da gerçekleştirilen etkinlikte Üstündağ, mikro iğnelerin çalışma prensibini, üretiminde kullanılan biyomalzemeleri ve hücre kültürü deneylerinden elde edilen bulguları anlattı. Araştırma aşamasındaki sistemin, ilacın uygulama bölgesine ulaştırılması ve fototermal etkiyle desteklenmesi amacıyla geliştirildiğini belirtti.

Yapay kulak zarı araştırmasından ilaç salım sistemlerine

Araştırma sürecinin geçmişine değinen Üstündağ, 2021 yılında TÜBİTAK destekli bir projeyle “yapay kulak zarı” üretimi üzerine çalışmaya başladıklarını ifade etti. Bu süreçte edindikleri biyomalzeme ve üretim deneyimini daha sonra ilaç salım sistemlerine uyarladıklarını söyledi.

YTÜ, İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa ve Marmara Üniversitesi ortaklığında kurulan Sağlık Biyoteknolojisi Mükemmeliyet Ortak Uygulama ve Araştırma Merkezi (SABİOTEK) bünyesindeki çalışmaların, farklı disiplinlerin bilgi birikimini bir araya getirdiğini belirten Üstündağ, bu iş birliğinin yeni biyomedikal uygulamaların geliştirilmesine katkı sunduğunu kaydetti.

Kemoterapi ve fototermal etki aynı sistemde

Üstündağ, cildin koruyucu bariyerini aşmak üzere tasarlanan mikro iğnelerin, bölgesel ilaç uygulamaları açısından araştırıldığını anlattı. Geliştirilen çift katmanlı sistemde, kemoterapi ilacı 5-florourasil (5-FU) içeren mikro iğneler ile grafen oksit kuantum noktalarının kullanıldığı destek yapısının bir araya getirildiğini belirtti.

Sistemin ışığa yanıt veren özelliğini açıklayan Üstündağ, grafen oksit kuantum noktalarının yakın kızılötesi ışık enerjisini ısıya dönüştürdüğünü ifade etti. Bu yolla, ilacın etkisine ek olarak uygulama bölgesinde fototermal etki oluşturulmasının hedeflendiğini söyledi.

Laboratuvarda ilaç salımı ve ısıl performans incelendi

Araştırmada mikro iğnelerin mekanik dayanımı, şişme ve bozunma özellikleri ile ilaç salım performansı değerlendirildi. Laboratuvar testlerinde ilk aşamada hızlı ilaç salımı gözlendiği, salımın 96 saat içinde tamamlandığı aktarıldı.

Fototermal performans ölçümlerinde ise 808 nanometre dalga boyundaki yakın kızılötesi lazer uygulamasıyla beş dakika içinde 46,3 dereceye ulaşıldı. A375 melanom hücre hattıyla yürütülen deneylerde, geliştirilen formülasyonların hücre canlılığını azalttığı bildirildi.

Bu bulguların belirli deney koşullarında elde edildiğini vurgulayan Üstündağ, sistemin tedavi potansiyelinin daha kapsamlı araştırmalarla değerlendirilmesi gerektiğini ifade etti.

Üç boyutlu baskıyla ihtiyaca uygun tasarım

Mikro iğnelerin üretiminde dijital ışık işleme (DLP) yönteminden yararlanıldığını anlatan Üstündağ, ışıkla sertleşebilen biyomalzemelerin katmanlar hâlinde üç boyutlu yapılara dönüştürüldüğünü belirtti.

Bu teknolojinin iğne geometrisi, yüksekliği ve dizilimi üzerinde tasarım esnekliği sağladığını ifade eden Üstündağ, üretim parametrelerinin malzemenin özelliklerine göre düzenlendiğini söyledi. İlaç yüklemesinin yapının mekanik özelliklerini etkileyebildiğini belirterek her yeni formülasyonun ayrıca test edilmesinin önemine dikkat çekti.

Klinik uygulama için araştırmalar sürecek

Geliştirilen sistemin henüz laboratuvar aşamasında olduğunu belirten Üstündağ, insanlarda kullanıma geçilebilmesi için hayvan modellerini de içeren ileri preklinik değerlendirmelere ve gerekli izinler doğrultusunda klinik araştırmalara ihtiyaç bulunduğunu ifade etti. Bu süreçlerde güvenlilik ve etkinliğin kapsamlı biçimde inceleneceğini kaydetti.

Öğrencileri araştırma projelerine katılmaya ve disiplinler arası çalışmalar yürütmeye davet eden Üstündağ, üniversite laboratuvarlarının bilimsel üretime katılmak isteyen gençler için önemli bir deneyim alanı sunduğunu belirtti.

Etkinlik, katılımcıların sorularının yanıtlanması ve mikro iğne teknolojisinin farklı uygulama alanlarının değerlendirilmesiyle sona erdi.