Hakkında

Biyomalzemeler, insan vücudundaki doku ve organların işlevlerini yürütmelerinde onlara destek olarak veya onların yerlerini ya da işlevlerini tamamen üstlenerek görev yapan malzemelerdir. Bunların biyolojik kökenli olmaları gerekmez; metal, seramik, doğal ya da sentetik polimerler ile bunların kompozitlerinden üretilebilirler. Titanyum ve kobalt-krom alaşımları gibi metaller, alumina ve hidroksiapatit gibi seramikler ve bazı karbon yapılar de biyomalzemelere örnektirler. Bunlardan karbon nanotüpler malzemelerin ve ürünlerin yüzey özelliklerinde değişim sağlayarak iletkenlik artışı, yönlendirme ve güçlendirme gibi katkılar yapmıştır ve bunlar da kalp kası ve sinir dokusu gibi dokuları oluşturmakta işlev görmelerine olanak sağlamaktadır.

Dört boyutlu malzemeler, yani zamanla ve aldıkları uyaranlara tepki olarak biçim ve boyut değiştiren şekil-bellek (shape-memory) malzemeleri, hücre tabaka mühendisliğine (cell sheet engineering) kadar birçok yeni alana yol açmıştır. Doğal ve yapay kökenli hidrojeller, medikal kalitede üç boyutlu (3B) basım filamanları ve grafenler biyomalzeme alanına çok farklı yönlerde katkı yapmıştır. Özellikle saf karbon yapılar hücre tutunmasını engelleyen yüzeyler oluşturulmasında önemli bir işlev üstlenmişlerdir. Biyomalzemelerdeki gelişmeler öyle ilerlemiştir ki birkaç yıl önce filmlerde gördüğümüz hastanın yaralı dokusunun ameliyat masasındaki hastanın üzerinde doğrudan 3B basım yöntemiyle tedavi edilme yönünde uygulamalar bile başlamıştır.

Doku modelleri, bir çeşit doku mühendisliği ürününün vücuda implant etmek için değil de bir test hayvanını temsil etmek üzere geliştirilmesi ve kullanılmasıdır. Mikroakışkan teknolojileri de çok az örnekle çok hızlı bir biçimde etkileşimleri inceleme ve ayrıca ilaçları tarama fırsatı vermektedir. Bu noktada mikro-elektro-mekanik sistem (MEMS) teknolojisinin katkıları da olmaya başlamıştır. Bu teknoloji sayesinde malzemelerin üzerine nano ve mikro boyutlu desenler yapmak, bu desenleri başka malzemelere aktarmak mümkün olmaktadır. Aslında insan dokusu da gerçekte bu düzeyde küçük fiziksel ve kimyasal ögeler aracılığıyla hücreler ve dokulara mesajlar iletmektedir. Bazen bu mesajlar biyolojik ve kimyasal sinyallere dönüşerek etki göstermekte, bazen de fiziksel olarak görev yapmaktadır. Eğer bir implant bu tip sinyal ögeleriyle dekore edilebilirse dokuyla etkileşim, iyileşme hızı gibi süreçler belirgin bir biçimde etkilenebilmektedir. Bu bahsedilen yöntemler önümüzdeki yıllarda etkilerini daha belirgin bir biçimde gösterecek ve sağlık alanına önemli katkılar yapacaktır.