İnsan bedenini gerçek zamanlı izleyen implant anten teknolojisi

Boğaziçili akademisyenden çığır açıcı buluş

İnsan bedenini gerçek zamanlı izleyen implant anten teknolojisi

Boğaziçi Üniversitesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Dr. Öğr. Üyesi Sema Dumanlı Oktar’ın "Canlı Hücrelerle Manipüle Edilen Antenler" (AntennAlive) projesiyle, genetiği değiştirilmiş bakterilerle yeniden yapılandırılan implant antenler kullanılarak insan bedenindeki gelişmeler gerçek zamanlı izlenebilecek. Bu yıl TÜBİTAK Bilim İnsanı Destek Programları Başkanlığı “2247-A Ulusal Lider Araştırmacılar Programı”ndan 1 Milyon TL destek almayı başaran projenin biyomühendislik alanında öncü olması hedefleniyor.

TÜBİTAK Bilim İnsanı Destek Programları Başkanlığı “2247-A Ulusal Lider Araştırmacılar Programı”na, Boğaziçi Üniversitesi’nden seçilen üç genç bilim insanından biri olan Dr. Öğr. Üyesi Sema Dumanlı Oktar, vücut içinde gerçekleşen olayları gerçek zamanlı izleyebilecek, sentetik biyoloji ile elektronik mühendisliğini buluşturacak teknoloji “AntennAlive” projesi için çalışıyor.  Dr. Öğr. Üyesi Dumanlı tarafından 2019'da kurulan Boğaziçi Üniversitesi Anten ve Yayılım Araştırma Laboratuvarı BOUNTENNA’da geliştirilen proje, bilim insanına göre "yarı-canlı" anten konseptiyle yepyeni bir alanın ortaya çıkmasını sağlayacak. Oktar, “AntennAlive” projesini şöyle anlatıyor:

“BEDENİN İÇİ CANLI YAYINDA"

Yeniden yapılandırılabilir antenler üzerinde çok çalışılmış bir alan ama şimdiye kadar, canlı hücreler kullanılarak yeniden yapılandırması konusunda hiç çalışılmadı. Projemizde, genetiği değiştirilmiş bakteriler ile kontrol edilen biyobozunur bir implant anten ve onu takip eden giyilebilir bir anten sistemi olacak. Bu sistem, nano ölçekte iletişim kuran yapılar ile insan ölçeğinde çalışan elektronik cihazlar arasında ağ geçidi olarak kullanılacak. İnsan bedeninde mesaj taşımak için kullanılan "Moleküler Nano İletişim Ağları"(MNCN) ile "Beden Alan Ağları" (BAN) arasında köprü kuracak bu ağ geçidinin nihai hedefiyse beden içinde gerçekleşen olayların gerçek zamanlı, canlı yayındaymış gibi izlenmesini sağlamak. Böylelikle kanserli hücreler, hormonlar ve kan değerleri gibi vücut içinde ortaya çıkan birçok gelişme takip edilebilecek.

“ÇIĞIR AÇICI BİR PROJE"

AntennAlive, anten tasarımının genetiği değiştirilmiş hücrelerle buluştuğu yepyeni bir araştırma alanını başlatacak, çığır açan bir proje. MNCN'ler, molekülleri kullanarak insan bedeni içinde mesaj taşımak için kullanılır. Bununla birlikte, bir mesajın BAN'a ulaşması için, moleküler bağlantı ile elektromanyetik bağlantı arasında bir dönüşüm gerekir. Bu dönüşümün  beden içine yerleştirilmiş "aktif" mikrodalga algılayıcılarla başarılacağı bu gruplar arasında popüler bir öngörü. Ancak biz daha farklı bir yoldan ilerliyoruz. "AntennAlive" bu öngörünün aksine, yarı canlı, batarya gerektirmeyen yani pasif implant kullanarak MNCN'leri vücudun gözlenmesine bir adım daha yaklaştırmayı hedefliyor. Burada genetiği değiştirilmiş bakterileri kullanıyor olsak da, konseptimiz bakterilerle sınırlı değil. Projemiz, kasılmaların ve gevşemelerin anteni yeniden yapılandırdığı, genetiği değiştirilmiş kas dokusu gibi hücrelere kadar genişletilebilir.

"CERRAHİ İŞLEME GEREK YOK"

Projemiz sentetik biyoloji ile elektronik mühendisliğini buluşturarak, yaşayan anten konseptiyle yepyeni bir alan doğuruyor. Projemizin bir diğer yenilikçi yönü ise, beden içine yerleştirilen implantın biyobozunur olması ve görevini bitirdikten sonra tamamen çözünmesi. Böylelikle implant haberleşme araçlarını bedenden çıkarmak için ayrıca cerrahi bir işleme gerek kalmayacak. Bu projeyi 2019 senesinde kurduğum Boğaziçi Üniversitesi Anten ve Yayılım Araştırma Laboratuvarında yürüteceğim. TÜBİTAK'tan aldığımız araştırma fonunun yanı sıra, ekibimizle çalışmak üzere toplam beş doktora ve doktora sonrası araştırmacı da fonlanacak. Bu alanda doktora yapmak isteyen adayları bountenna.boun.edu.tr adresinden başvuru yapmaya davet ediyorum. Bu projede Bilkent Üniversitesi Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi (UNAM) Öğretim Üyesi Doç. Dr. Urartu Özgür Şafak Şeker ve Boğaziçi Üniversitesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Arda Deniz Yalçınkaya ile birlikte çalışıyoruz. Ayrıca projemizin çıktıları Prof. Dr. Tuna Tuğcu, Doç. Dr. Ali Emre Pusane, Dr. Öğr. Üyesi Birkan Yılmaz ve Dr. Cansu Canbek ile çalışma ortağı olduğumuz BOUN Nanonetworking Research Group (NRG)'ta yürütülen araştırmaların da bir parçası olacak.