İnsan hastalıklarına ve mikro ölçekli alanları incelemede kullanılacak olan akıllara sığmayan bir teknoloji nanobotlar. Mikro dünyaya aynı uzaya yolladığımız keşif araçları gibi robotları yollamayı hayal edebilirmisiniz ? İşte bu yazımızda bu dünyayı keşfe çıkacağız.
Bilinmezi arama duygusu ile dopdolu olan biz insanlar, bir yandan uzay denen sonsuz boşluğu keşfederek büyük gezegenlere hatta yıldızlara gitmenin yollarını ararken diğer yandan küçük moleküllere karşı inanılmaz bir merak duyuyoruz.
Büyük fabrikalar, gemiler, uçaklar hatta devasa makineler yetmezmiş gibi bir de küçücük robotlar üretip gözle görülemeyen varlıkları inceliyoruz. Bizi bütün bu araştırmaları yapmaya yönlendiren itici güç merakımız, bu merakımızın en büyük ürünü ise sorduğumuz sorulardır. Çünkü bilimin ilerlemesi için her şeyden önce iyi soru sormak gerekir.
Bazen bir soru yepyeni bir bilim alanı bile ortaya çıkarabiliyor. Bunun en güzel örneklerinden biri hiç şüphesiz Nobel ödüllü Richard Feymann’ın bir sorusu oldu. Öyle ki Feymann 29 Aralık 1959 yılında yaptığı “Aşağıda Çok Yer Var” (There’s Plenty of Room at the Bottom) isimli konuşmasında mikroskobik araçlardan, aklın alamayacağı kadar küçük (o günkü şartlarda!) bilgisayarlardan bahsetti. Feymann konuşmasında küçük boyutlarda çalışmanın beraberinde getireceği geniş olanakları ve moleküller arası bazı zayıf kuvvetlerin (Van der Waals gibi) bu boyutlarda kazanacağı önemi de vurguladı. Mizahi yönüyle de ünlü olan Feymann’ın o gün ortaya attığı fikirler birçok araştırmacı tarafından sadece bir şaka olarak algılanıp bir hayli gülünç bulunurken, bazılarını ise hayretler içinde bıraktı. Çünkü onlar yeni bir dünyanın kapısının işaret edildiğini düşünüyorlardı. Bazıları tarafından ciddiye alınmayan bu konuşmasında Feynman, iki tane gerçekleştirilmesi zor projeden bahsetti. İlk yapana 1000 dolar ödül vermeyi vadettiği bu görevlerden biri boyutları santimetre ölçeğinde olacak kadar küçük, çalışan bir elektrik motor üretilmesi, diğeri ise bir kitap sayfasının elektron mikroskobuyla okunabilecek şekilde boyutunun 1/25.000’ine küçültülmesi idi.
Günümüzde, nanoteknoloji uygulamalarının ve bilgisayar teknolojisinin geldiği noktaya baktığımızda Feynman’ın hayallerinin çok ötesine geçildiğini görüyoruz. Nanoteknolojiyi artık reklamlarda bile sıkça duyar olduk. Peki, bize deterjansız çamaşır yıkamayı, yaşlanmayan bir cildi veya kirlenmeyen giysileri vadeden nanoteknoloji nedir?
Nanoteknoloji, nanobilimin kapsamına girer. Nanobilim, nanometre ölçütlerinde ortaya çıkan yeni davranışları kuantum kuramı yardımı ile anlamamızı sağlar; nanoteknoloji ise yeni nanoyapılar tasarlayıp inşa eder, bu nanoyapılara yeni olağanüstü özellikler kazandırır ve bu özellikleri yeni amaçlar için kullanır. Bu şekilde inşa edilen yapılar çok aktif olabilir ve önemli kimyasal süreçlere aracılık ederler. Ayrıca üstün elektronik veya manyetik özelliklere de sahip olabilirler.
Maddelerin çok küçük boyuttaki özelliklerinin çalışıldığı bir alan olan nanoteknoloji fizik, kimya, biyoloji, mühendislik gibi birçok farklı alanı kapsar. Bu nedenle aygıt fiziği, malzeme bilimi, elektronik mühendisliği, kimya, biyoloji gibi çeşitli dallarda çalışan birçok bilim insanının ilgi alanına girer.
Bu kadar çok yönü olan nanoteknolojinin en önemli ürünlerinden biri nanorobotlardır. Nanobot olarak da adlandırılan bu küçük robotlar, başka bir cihaza bağlanmadan mikroskobik düzeyde kendi kendine çalışabilen cihazlardır. Bu malzemelerle molekül boyutunda bir şeyler inşa edilebilir ya da moleküllerin yapısı değiştirilebilir. Kuramsal olarak yapamayacağı hiçbir görev olmayan bu robotların temelde iki işlevi vardır: değiştirmek ve oluşturmak. Bu teknoloji hâlâ çok yeni olsa da, bu mikroskobik küçük robotlar için hâlihazırda önerilen bir dizi kullanım alanı var. Bu alanların günümüzde üzerine en çok çalışma yapılanı tıptır.
Nanoteknolojinin bilim dünyasına kazandırdığı bu kahramanlar henüz vücudumuzun içinde dolaşıp mikroplarla savaşacak kadar zeki olmasa da tıp dünyasında büyük heyecan uyandırıyor. Bu alanda büyük bir hızla yapılan çalışmalar bu küçük robotların boylarından çok daha büyük işler başaracağını gösteriyor. Yakın zamanda hayatımıza girmesi beklenen bu robotlar sayesinde gelecek nesiller cerrahi operasyonlar için bile doktora gitmek zorunda kalmayabilir.
Nature Biotechnology‘de yayınlanan ekibin çalışmasına göre, nanobotlar tümörün kandaki dolaşımını engelledi ve tedaviden 24 saat sonra kanserli hücre dokularına zarar verdi. Tedaviden iki gün sonra araştırmacılar ileri tromboz bulgusu gördüler ve üç gün sonra ise tüm tümör damarlarında trombosit tespit ettiler.
Araştırmanın bu özelliği kanser tedavisi için son derece önemli bir özellik olarak öne çıkıyor. Çünkü trombin maddesi vücudun rastgele herhangi bir noktasına enjekte edildiğinde tehlikeli olabilir. Örneğin bir hastanın beynine gönderilmesi halinde inme gibi yüksek düzeyde problemlere yol açabilir.
Araştırmacılar, nanobotlarını sadece farelerde ve Bama minyatür domuzlarında test ettiler; ancak her iki durumda da, nanobotların tümörlerin küçültülmesinde güvenli ve etkili olduğu kanıtlandı. Şimdi araştırmacılar, teknolojilerini bir üst seviyeye çıkarmalarına yardımcı olacak klinikler arıyorlar.
Sonuç olarak, bu nanobotlar, bir hastanın sağlıklı hücrelerine zarar vermeden çeşitli kanser hücrelerini hedeflemek için kullanılabilirler.
Bilim insanları vücutta hastalık yapan hücreleri öldürenlerden tutun su geçirmez giysi yapımında kullanılana kadar bir çok nanoparçacık geliştirdi. Kanada’da bulunan Brock Üniversitesi’nden araştırmacılar hastalığın teşhisini daha hızlı ve doğru bir şekilde yapan bir nanobot geliştirdiler. Bu teknolojiyi anlatan çalışma CS Nano dergisinde yayınlandı.
Brock Üniversitesi’nde kimya profesörü olan Feng Li nanobotun tasarlanmasının çok güç olduğunu fakat kullanımının oldukça basit olacağını belirtiyor. Nanobotun çapı yaklaşık 20 nanometre ve altından yapılmış. Yapısında kısa ve uzun DNA sarmalları taşıyor. Nanobot tüberküloz DNA’sı taşıyan hücrelerin bulunduğu bir kan örneğine atıldığında bota ait uzun DNA sarmalı hastalığı tanıyor ve kısa sarmalı keserek kan örneğinin parlamasını sağlıyor.
Bu elbette bazı alanlarda gerçekleştirilmiş bir teknoloji olsa da uç alanlarda da kurgusal bir teknoloji. Nanoteknoloji, sadece tekstil ve ateşli silahlar sektöründe değil, tıp alanında da oldukça büyük gelişmeler kat eden önemli bir teknolojidir. Özellikle kanser tedavilerinde sadece kanserli hücrelere saldıracak ve sağlıklı hücrelere zarar vermeyecek mikroskobik nano-robotlar üretiliyor, deneniyor.
Kanser ve beyin araştırmaları için her ne kadar nanobotlar üretildiyse de, bilim camiasında birçok nanobot henüz kurgusal bir çerçevede ele alınıyor. Ancak günümüzde yaşanan bazı kitlesel ölümler ve bu ölümlerden sorumlu tutulan dev ilaç firmaları var ki; bu nanobotların çoktan “virüs taşıyan katil robotlar” olarak üretildiği korkusunu ve endişesini hepimize zerk ediyor. Tam bu noktada araştırmacı gazeteci ve yazar, Alex Jones, nanoteknolojnin gelişimini de arkasına alarak birkaç senedir ürkütücü senaryolar yazıyor.
Nanobotlar Tehlikelimi ?
Bilimkurgu eserlerinde de “overpopulated world” “over population” tanımlamalı öyküler oldukça mevcut. Tıbbi alanda distopik öyküler yazan yazarların belki de astronomi alanında öyküler yazan yazarlara göre en büyük artısı, öngörülen geleceğin daha rasyonel ve gerçekçi olması. Nitekim günümüzde ilaç şirketlerinin, GDO şirketlerinin, organik gıda ve tedavi sektörüne açtığı savaşlara dair meydana gelen karanlık oyunları kaynaklarda okuyor, filmlerde izliyoruz.
Kurgusal kısmı görmezden gelip gerçek dünyaya baktığımızda da büyük isimlerin dahi hızla artan dünya nüfusunu azaltmaya dair açık açık sözler sarf ettiklerine tanıklık ediyor ve korkuyoruz. Belki de gelecekte akıllı robotlar tarafından katliama uğrayacağız korkusu yerine, mikroskobik katil robotlardan korkmalıyız. Bir de bilimin ve teknolojisinin karanlık yüzünden elbette!
Nanobotları üretme aşamasındaki sorunlar enerji kaynağı ile sınırlı değil. Nanobotların üretiminde kullanılabilecek en mantıklı malzeme, bu boyuttaki diğer bir insan üretimi, işlemcilerde olduğu gibi silikon. Fakat silikon esnek ve sağlam olmasına rağmen vücut sıvıları içerisinde çözülmüyor.
Her ne kadar nanobotlar çok küçük olsalar da, görevleri yerine getirmek için çoğu zaman binlerce veya milyonlarca nanobot kullanılacağı için, medikal uygulamalarda vücutta çözünürlük son derece önemli. Bunun yanında nanobotların medikal uygulamalarda kullanılabilir olması gerekiyor. Her ne kadar otonom hareket etmeleri beklense de, vücudun belli bir noktasına gelip o noktada çalışmaları gerekli. Belli bir noktaya gelmelerini sağlamak için de atomik boyutlarda yol almak gerekiyor.
Faydası ne olacak?
Şöyle bir örnek verelim: Başımız ağrıdığında bir ağrı kesici alırız ama ağrı hemen geçmez. Çünkü ağrı kesici -ne kadar güçlü olursa olsun- yine de çözülmesi, kana karışması, etkisini göstermesi, beynin ağrı çekilen bölgeye ‘uyuştur’ komutu vermesi gibi aşamalardan geçmek durumundadır. Haliyle baş ağrımızın geçmesi muhakkak belirli bir süre alır.
İşte bir nev’i ‘ilaç kuryesi’ olarak tanımlayabileceğimiz bu nanobotlar, içerilerine zerk edilen ilacı, ihtiyaç duyulan organa hızlı bir biçimde taşıyarak iyileştirme süresini çok daha kısaltacaklar. Nanobotların en çok işe yarayacağı alan başta kanser olmak üzere süreli ilerleyen hastalıklar olacakken bunun yanısıra yukarıda da belirttiğimiz gibi teşhis veyahut acil yardım gibi senaryolarda da kullanılabilecekler.
