close

Enter

Log in using OpenID

1-NANO-TURKCE-2014.ppt [Uyumluluk Modu].

embedDownload
NANOTEKNOLOJI
VE
TIP UYGULAMALARI
HANDAN TUNCEL
İstanbul Üniversitesi, Cerrahpaşa Tıp Fakültesi
Biyofizik Anabilim Dalı
[email protected]
Nano kelimesi Yunanca nannos
kelimesinden gelir.
“küçük yaşlı adam veya cüce” demektir.
Herhangi bir ölçünün milyarda birini
gösterir.
Örneğin;
nanometre, metrenin milyarda birini
(1nm =10-9m) ifade etmektedir.
On hidrojen atomunu yan yana
dizdiğinizde
elde ettiğiniz uzunluk bir nanometre.
Bir atom, saçınızın kalınlığının
40,000'de biri!
Nanopartikül
Boyutları 1-100 nm
arasında olan,
bazı özel durumlarda
200-300 nm’nin de
kabul edilebildiği
partiküller olarak
tanımlanmıştır.
Nanoteknolojinin
yüksek potansiyeli
Kuantum fiziğinin kanunları
sayesinde açığa çıkmaktadır.
Bu aşamada ve nano ölçülerde
kuantum fizik yasaları devreye
girer ve optik, elektronik,
manyetik depolama, hesaplama,
katalist ve diğer alanlarda yeni
uygulamalara olanak sağlar.
TARİHİ GELİŞİM:
• ~ 2000 Years Ago – Sulfide nanocrystals used by Greeks and Romans to dye hair
• ~ 1000 Years Ago (Middle Ages) – Gold nanoparticles of different sizes used to produce different
colors in stained glass windows
• 1959 – “There is plenty of room at the bottom” by R. Feynman
• 1974 – “Nanotechnology” - Taniguchi uses the term nanotechnology for the first time
• 1981 – IBM develops Scanning Tunneling Microscope
• 1985 – “Buckyball” - Scientists at Rice University and University of Sussex discover C 60
• 1986 – “Engines of Creation” - First book on nanotechnology by K. Eric Drexler. Atomic Force
Microscope invented by Binnig, Quate and Gerbe
• 1989 – IBM logo made with individual atoms
• 1991 – Carbon nanotube discovered by S. Iijima
• 1999 – “Nanomedicine” – 1st nanomedicine book by R. Freitas
• 2000 – “National Nanotechnology Initiative” launched
Maddenin atomik katmanda işlenebilmesi
olasılığını ilk kez Richard Feynman söylemiştir.
1959'da yaptığı konuşmasında:
“There is a plenty of room at the bottom!”
diyerek nanoteknoloji dünyasının kapılarını
aralamıştı zaten.
Çok değil bu konuşmadan yaklaşık 40 yıl sonra
nano dünyanın aslında devrimsel bir nitelik
taşıdığı ortaya çıktı
1974 yılında Tokyo Üniversitesinde
Norio Taniguchi tarafından ortaya atılan
nanoteknoloji,
mevcut teknolojilerin daha ileri düzeyde
duyarlılık ve küçültülmesine dayalı olarak
hızla ortaya çıkan teknolojilerdir. Gelecekte bu
teknoloji muhtemelen Moleküler
Nanoteknolojisi (MNT) adıyla nano
büyüklüğündeki boyutlarıyla yapı makineleri
ve mekanizmalarını da içerecektir.
Nanoteknoloji:
Atomları ve molekülleri tek tek işleme ve yeniden
düzenleme yoluyla kullanışlı,materyal, araç ve
sistem yaratma sanatı ve bilimi.
Harfleri 10 nm boyutunda basarsak,
Britanica ( 30 bin sayfa)
sayfa) ansiklopedisini
toplu iğne başına sığdırabiliriz
1996 Chemistry
R.Curl, H. Kroto, R. Smalley
Discovery of the fullerene form of carbon
R.Smalley,
nanoüretimin
babası
(Nobel ödüllü)
Richard E. Smalley shared the 1996 Nobel
Prize in Chemistry for the discovery of a
new form of carbon—the carbon 60
molecule—known today as "buckyballs" or
fullerenes.
The discovery of the carbon 60 molecule
opened a new field of research called
Nanotechnology.
Bu teknolojinin ne zaman
hayata geçirileceğini tam
olarak söylemek zor,
bunun bir nedeni de gizli
askeri veya endüstriyel
geliştirme
programlarının normal
bir vatandaşın bilgisi
dışında ve büyük bir
gizlilikle yürütülüyor
olmasıdır.
Taş devrindeki nanoteknoloji 21.
yüzyıla damga vurur, ayak
uyduramayan...
Önümüzdeki 10 yıl içinde ne zaman kanser
olacağımızı öğrenip, oluşabilecek tümöre
karşı önceden önlem alabileceğiz. Ancak
bilim için heyecan verici gelişmeleri
beraberinde getiren bu teknoloji, piyasaları
derinden sarsıp, gelişime ayak
uyduramayan şirketleri yok edecek.|
YENİ UFUKLAR-ARALIK, 2006
Kir tutmayan boya, terletmeyen kumaş, tedavi edici iç
çamaşırları, su tutmayan kumaşlar, saha dışına kaçmayan golf
topları derken nanoteknoloji ile üretilen ürün sayısı 200`ü geçti.
Artan ürün sayısı ile birlikte 3 milyar euroluk bir pazar ortaya
çıktı. Öngörüler, 2010 yılında pazarın 100 milyar euroluk bir
hacme ulaşacağı yönünde.
Malzeme Bilimi
Uygulamalı Matematik
Elektronik
Fizik
NANOTEKNOLOJİ
Bilgisayar
Kimya
Genetik
Biyoloji
Eczacılık, Tıp
Tıp ve Sağlık Sektörü:
Nanoteknoloji yaşayan sistemlere moleküler seviyelerde müdahele
etme imkanı yaratabilir. Yaşayan organizmalar ile etkileşime
geçebilecek boyutlarda araçlar üretilmesi ile bir çok yeni teşhis ve
tedavi yöntemlerinin gelişmesi olasıdır.
Sadece hastalığın bulunduğu ve veya yayıldığı bölgelere saldırarak
ilaç veren makineler, insan vücudu içinde hareket edilmesine imkan
sağlayan teşhis araçları, nano-teknolojinin tıp ve sağlık sektörü
üzerindeki potansiyel uygulamaları olarak gösterilebilir.
Sağlık için nanoteknoloji=
Nanotıp
Nanotıp(nanomedicine),
nanocihazlar ve nanoyapılar
kullanarak, insan biyolojik
sistemlerini moleküler boyutta
izleme, tedavi etme, yeniden
yapılandırma
European Technology
Platform Nanomedicine
Neler Yapılabilir?
Biomateryaller
Kemik
Diş
Hücreler
Kıkırdak
İmmün
Viral
İlaç
sistem
ve bakteriyel saldırılar
hedefleme
Teşhis
Nanotıp araştırma ajandası
Nanodiagnostik: erken
Biyosensörler
ve minyatür araçlar
Hedeflenebilen
İlaç
teşhis
görüntüleme ajanları
hedefleme
İstenen
bölgeye ilacın ulaştırılması ve etkisinin gözlenmesi
Rejeneratif
tıp
Tamir
mekanizmasının hızlandırılması
(organlar veya sistemler)
Etik, Yasal
ve Sosyal konular
Nanoteknoloji birçok bilim dalını kapsamasına karşın tıp alanında
oldukça çarpıcı gelişmelere imkan tanıyacaktır:
Mikroskobik robotlar:
Vücudun dolaşım sistemine girerek hücre seviyesinde onarım
Nano algılayıcılar:
İnsan vücudundaki hastalıkları çok önceden saptayarak erken tedavi
olanağı
Nano-fototermoliz:
İnsan vücudundaki kanserli doku, belli bir sıcaklıkta patlayan
nano-bombalar ile yok edilmesi
İlaç Taşıyıcı Nanosistemler
Nanopartiküler
Sistemler
Hangi yollarla verilebilir?
Nanokapsüller
Nanoküreler
Oral
Nanosüngerler
Nasal
Emülsiyonlar
Nanoveziküler
Sistemler
Topikal
Lipozomlar
Pulmoner
Niozomlar
Parenteral
Moleküler
Sistemler
Oküler
İnklüzyon Bileşikleri
Moleküler Baskılı
Polimerik Sistemler
Bukkal
Kullanılan maddeler
Metal
Lipid
Nanopartiküllerin avantajları
bazlı (Demir oksit)
bazlı
(trigliseritler,
yağ
asitleri,steroller)
Polimer bazlı
Doğal
(kitozan, sodyum
aljinat, agaroz)
Sentetik (PLGA,PVP)
Protein
bazlı (jelatin, albumin)
maddeler ile hazırlanabilir.
Artmış
ilaç çözünürlüğü
Parçalanmaya
Toksik
karşı koruma
etkilerin azalması
Uzatılmış
etki
Biyoyararlanımın
geliştirilmesi
Farmakokinetik
ve
dağılım özelliklerinin düzenlenmesi
Hedefleme
(hücre/doku)
Lipidik nanopartiküllerin avantajları
Kontrollü
ilaç salımı
ve hedefleme
Artmış
ilaç dayanıklılığı
Lipofilik ve
hidrofilik
ilaçların yüklenebilmesi
Taşıyıcının biyotoksik olmaması
Organik
Geniş
çözücü kullanılmaması
ölçekli üretim ve
sterilizasyon yapılabilmesi
YENİ UFUKLAR-EKİM, 2007
YENİ UFUKLAR-AĞUSTOS, 2005
YENİ UFUKLAR-ARALIK, 2006
Biyonanomateryaller:
Ortopedik
protezler
Kardiyovasküler
Nöral
implantlar
implantlar
Plastik
ve rekonstrüktif
implantlar
Dental
implantlar
Oftalmik
sistemler
Kataterler
İnsülin
pompaları gibi
ilaç veren sistemler
Sütur,
adhesifler ve kan yerine
geçen sıvılar gibi genel cerrahi
sistemler
YENİ UFUKLAR-EKİM, 2007
YENİ UFUKLAR-EKİM, 2007
Tübitak
Gebze
yüksek teknoloji enstitüsü
Bilkent
‘Ulusal nanoteknoloji merkezi’
AB
7. çerçeve programı
AB
Mesleki Eğitim Programı
Leonardo
da Vinci
Hareketlilik
LLP-LDV-VETPRO-07-TR0273
www.leonardo.gov.tr
Nanoteknoloji alanında
organizasyonlar:
Üniversite ve araştırma kurumları:
• Ulusal NanoTeknoloji Merkezi
(UNAM)
• Rice University Center for
Nanotechnology Science and
Technology
• Foresight Institute
• National Nanotechnology Initiative
• The NASA Institute for
Nanoelectronics and Computing
• The Nanobusiness Alliance
• NanoStructures Laboratory-MIT
• Nanotechnology on Cordis
• National Nanotechnology
Infrastructure Network
• http://www.nanotechnology.net
• http://www.smalltimes.com
• http://www.nanotechweb.org
• http://www.nanoxchange.com
• http://www.nanoscience.com/
education/index.html
• Institute of Nanotechnology
• ASME Nanotechnology Institute
Nanoscale Materials
Nanoscale materials have feature size less than 100 nm –
utilized in nanoscale structures, devices and systems
Nanoparticles and Structures
Gold nanoparticles
Silver nanoparticles
– TU Dresden/ESRF, 2008
Northwestern Univ., 2002
–
A 3-dimensional nanostructure
A stadium shaped “quantum
corral” made by positioning iron grown by controlled nucleation
atoms on a copper surface – IBM of Silicon-carbide nanowires on
Corp., 1993.
Gallium catalyst particles
– Univ. of Cambridge, 2007
NANOROBOTS: FACT OR FICTION?
The nanorobot removing a blockage from the blood vessel using
nano-scale cutters and vacuum
cleaners. Credit: Julian Baum/Science Photo Library.
Nano çubuklar tümörü yok etti, 25-10-2012
BWH Nanotıp ve Biomateryaler Laboratuvarı Direktörü anestezi uzmanı Dr. Omid Farokhzad
başkanlığındaki bilim insanları, yaptıkları araştırmada, türünün ilk örneği olan, kendiliğinden oluşma ve
hücrelere ilaç iletme özelliğine sahip, yakın kızılötesi ışığa duyarlı altın nano çubuklar kullandı.
Araştırmacılar, nano çubuk aracılığıyla seçilen kanserli hücrelere bir kemoterapi ilacının yanı sıra, kızılötesi
ışığın enerjisini ısıya çevirme özelliğine sahip altın nano çubuklardan elde edilen ısıyı da iletti.
KANSERLİ DOKU ÜZERİNDE ANTİ-TÜMÖR ETKİSİ YARATILDI
Bu yolla ısı ve kanser ilacının birbirinin gücünü artırmasını sağlayan araştırmacılar, kanserli doku üzerinde
anti tümör etkisi yaratmayı başardı. Araştırmacılar, tasarladıkları nano çubuk sisteminin güçlü yeteneklerini
göstermek amacıyla, canlı organizma üzerinde oluşan anti tümör etkisini değerlendirmelerine imkan
sağlayacak bir klinik öncesi modelden yararlandı.
Oluşturulan klinik öncesi modelde, her biri tümörün ağırlığına ve boyutuna bağlı olarak değişen 4 ayrı ilaç
grubu, 2 farklı tümör grubu üzerinde denendi. Önce kendi kendine oluşma özelliğine sahip altın nano
parçacığı şırınga eden araştırmacılar, şırınga işleminden 10 dakika sonra da altın nano çubuğun bulunduğu
nano parçacığını faal hale geçiren yakın kızıl ötesi ışıkla tümörü aydınlatarak ısı yarattı.
TÜMÖR'ÜN YOK EDİLDİĞİ GÖZLENDİ
Sonuçta, kullanılan platformun ısıyı ve kanser ilaçlarını başarıyla kanserli hücrelere ilettiği ve ısı ile kanser
ilacının birbirinin etkisini artırarak tümörleri yok ettiği görüldü.
Farokhzad yaptığı açıklamada, “Isı ile yakma kanser tedavisinde sık kullanılan bir yöntemdir. Bu
platformda asıl heyecan verici olan seçilen kanser hücrelerini hedef almamız ve önce kanser ilacını
kontrollü bir şekilde vererek, daha sonra da altın nano çubuğunu faal hale geçirmek suretiyle ısı girişini
tetikleyerek tümöre iki defa vurmamız. Üstelik bütün bunlar vücuda müdahalede bulunulmaksızın
yapılabiliyor" dedi.
http://www.haberlink.com/haber.php?query=78724#.Uy_NzXbNl3U
The UCSD researchers will
develop a smart, multifunctional
"mother ship" platform that would
travel through the blood stream,
home in on tumors and release
their nanoparticle payloads. These
nano devices may be used to
identify and image tumors, take
measurements, and then kill the
tumors by releasing anti-cancer
drugs on cue.
Proof of concept device: UCSD chemists have created porous
Silpolystyrene composite "mother ship" microparticles that are 40
microns in diameter. The UCSD team aims to prepare similar
platforms that are less than 5 microns in diameter.
ALPTEKİN BALOĞLU
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
2 766 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content