H.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Nanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim Dalı
Araştırma Öncelik Alanları
Alt Çalışma Konuları
Anahtar Kelimeler
Biyomalzeme, biyomimetik, nanoyapılar, nanomalzeme, nanogözenek, nanotüp, nanokompozit, mikro/nano fabrikasyon, kontrollü salım, doku mühendisliği, biyosensör, radar kesit alanı.
Önemi ve Gerekçesi
Üniversitemiz Fen ve Mühendislik Bilimleri ile Tıp-Sağlık Bilimlerinin disiplinler arası çalışmalarının başarıyla devam ettiği Nanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim Dalı, kurulduğu günden bu yana 200’e yakın lisansüstü mezun vermiştir. Anabilim Dalı’mızda yapılan öncelikli bilimsel araştırma konuları; ilaç, tıbbi cihazlar, ileri malzeme bilimi ve düşük görünürlüklü malzemeler ana başlıklarında özetlenebilir.
Klasik ilaç sistemlerinin sık ve tekrarlanan dozda kullanımları, ilaç etkin maddelerinin etki yerinde istenen yoğunluğa ulaşamaması veya toksik düzeyin üstüne çıkması sıklıkla karşılaşılan ve istenmeyen durumlardır. Etkin maddenin sadece istenilen bölgeye ulaştırılması ve burada etki göstermesini amaçlayan ilaç hedefleme; istenilen konsantrasyonda etkin maddenin hedef doku, organ veya hücrede selektif olarak toplanmasıdır. Bu şekilde istenmeyen yan etkiler azaltılmakta, biyoyararlanım en üst düzeye çıkarılmakta ve toksik etkin maddelerin güvenli kullanımı sağlanarak tedaviden maksimum verim alınabilmektedir. İlaç hedefleme kullanılarak konvansiyonel, gen kaynaklı ve biyoteknolojik ilaçlar vücudun belirli bölgelerine seçimli olarak taşınabilmektedir. Nanoteknolojideki gelişmelerin ilaç taşıyıcı sistemlere önemli derecede katkısı olmuştur. Etkin maddenin istenen bölgeye seçici olarak yönlendirilmesi ilaç taşıyıcı sistemler aracılığıyla yapılmaktadır ve bunlar arasında nanopartiküler sistemler birçok klinik uygulama ve araştırmada önemli rol oynamaktadır. Anabilim Dalımız çalışma konuları arasında yer alan ve bu kapsamda geliştirilen hedeflendirilmiş nanopartiküler sistemler, çeşitli etkin maddeleri ve/veya görüntüleme ajanlarını hedef bölgeye efektif bir şekilde taşıyarak tanı ve tedavide yeni bir yaklaşım sunmaktadırlar.
Son yıllarda malzeme biliminin ve mikro/nanoüretim tekniklerinin ivmeli gelişimiyle birlikte, hastalıkların erken tanısı ve hassas takibi için mikroakışkan ve elektrokimyasal biyosensörlere dayalı tanı kitleri üzerine çalışmalar tüm dünyada hız kazanmıştır ve Anabilim Dalı’mızda da bu alanlar üzerine çalışmalar yoğun şekilde devam etmektedir. Tıp alanında devrim niteliğindeki hasta başı tanı kitleri, tıp uzmanlarına hızlı karar vermeleri için gerekli bilgileri sağlayarak, sağlık hizmeti kalitesini ve verimliliğini iyileştirmektedir. Ayrıca bu cihazların minyatürleştirilmesi, daha hızlı sonuç vermesi, basitleştirilmesi ve üretiminin daha ekonomik olması bu cihazlara erişimi kolaylaştıracaktır. Bu da gelişmekte ve fakirlik sınırında olan ülkelerin refahı için oldukça önemlidir.
Anabilim Dalı’mızda süregelen çalışmalardan diğerleri de doku mühendisliği ve rejeneratif tıp gibi farklı uygulamalara yönelik çeşitli nanomalzemeler üzerine araştırmalardır. Son yıllarda ileri malzeme bilimi üzerine araştırmaların hız kazanmasının temel nedeni nanoboyutta malzemelerin farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olması ve bu özelliklerin nanoboyuta bağlı olarak manipüle edilebilmesidir. Böylece yığın haline kıyasla daha dayanıklı, esnek ve uyumlu, daha iyi elektriği ve ısıyı iletebilen, ve bunların yanında nanobüyüklükte olduğu için çeşitli vücut bariyerlerinden geçebilen, hücresel davranışlar ve doku organizasyonu üzerindeki etkileriyle doku onarımını destekleyen nanomalzemeler üretilebilmektedir. Anabilim Dalımızda bu kapsamda üretilen ve disiplinler arası çalışmalar ile uygulamaları üzerine araştırmaların devam ettiği nanomalzemeler; nanofiberler, nanogözenekli malzemeler, nanotüpler, nanokompozit malzemeler ve nanoparçacıklar olarak özetlenebilir. Ayrıca bu nanomalzemelerin boyutlarının, şekilllerinin, yapısal özelliklerinin, mekanik özellikler gibi farklı fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesi için gerekli olan ileri karakterizasyonları, Anabilim Dalı’mızda çalışmalarına devam eden araştırma gruplarımızın mevcut olanakları kapsamında yapılabilmektedir.
Elektrokimyasal anodik oksidasyon ile değişen kalınlık ve morfolojilere sahip sıralı titanya nanotüp dizilerinin sentezi ve ayrıca bu nanotüplerin işlevselleştirilmesinden sonra daha ileri uygulamalar için bağımsız membran formlarını kontrol etmekte Anabilim Dalı’mızda çalışılan konulardan biridir. Bu nanogözenekli nanomembran yapıların kapasitif algılama, su toplama, implant modifikasyonu hücre farklılaştırıcı yüzeyler için uygulamaları da mühendislik ve sağlık bilimleri araştırmacıları ile birlikte gerçekleştirilmektedir.
Özellikle uluslararası kısıtlamalar nedeniyle savunma teknolojileri ve bileşenlerinin temini giderek güçleşmektedir. Bu nedenle günümüzde ülkemizde yerli ve milli ürün geliştirme odaklı savunma sanayi projelerinin sayısı ve ayrılan bütçe hızla artmaktadır. Hedeflenen bu projeler güncel teknoloji seviyelerini ve ötesini sağlamadığı sürece küresel rekabet şansı bulamayacağı gibi ülkemizin temel savunma ihtiyaçlarını da karşılayamayacaktır. Kısa ve orta vadede hizmete girmesi planlanan başta milli muharip uçak olmak üzere yerli askeri hava, kara ve deniz taşıtlarının da bu kapsamda güncel teknolojilerle donanması önemlidir ve günümüzde bu araçların ihtiyaç duyduğu teknolojilerden biri de düşük görünürlüklü radar kaplamalardır. Bu kapsamda Anabilim Dalı’mızda boya, macun, örtü ve benzeri formlarda radar soğurucu malzemeler üzerine araştırmalar devam etmektedir.