Akıllı Ortopedik İmplant

Sema Dumanlı Oktar’ın liderliğini üstlendiği; BOUNtenna bünyesinde sürdürülmekte olan araştırmaların başında kalça değişim ameliyatlarında kullanılan protezler için tasarlanan ve bakteri direncine karşı savaşan Akıllı Ortopedik İmplant geliyor. Protezin herhangi bir sebepten başarısız olduğunu erken teşhis eden, bu amaçla bulunduğu ortamı izleyecek, enfeksiyon tanısı konulursa enfeksiyona karşı harekete geçebilecek cihaz Boğaziçi Üniversitesi’nde geliştiriliyor.

Sema Dumanlı Oktar, ‘’Giyilebilir sensörler gibi bedenimizin içine yerleştirilebilen protezler de neden akıllı olmasın?’’sorusundan yola çıkarak geliştirdikleri Akıllı Ortopedik İmplant  (AkIm/ SimpliFy-B) hakkında şu bilgileri verdi:

‘’Günümüzde sağlık hizmetlerinden yararlanma biçimimizde teknolojinin sunduğu imkânlar hızla yükseliyor ve mühendislik bilimlerindeki ilerlemeler ortopedik protez pazarında da çok önemli dönüşümler yaratıyor. Öte yandan protezlerin vücuda yeterince iyi yerleştirilmemiş olması, zaman içinde kullanılan materyalin aşınması veya enfeksiyona bağlı sorunlar hala sıklıkla yaşanmakta. Bu tarz başarısızlıklar çoğu zaman yeni bir ameliyat daha gerektiriyor ve hastanın yaşam kalitesini oldukça düşürüyor. Hatta bazı durumlarda uzvun kesilmesine veya hastanın yaşamını yitirmesine sebep olabiliyor. Bu sonuçları minimize etmek amacıyla geliştirmekte olduğumuz akıllı implant tasarımıyla ameliyattan sonra oluşabilecek başarısızlığı insan bedeninde geri dönüşü olmayan hasarlar oluşmadan önceden tahmin edecek, bizi uyaracak ve hatta bir adım daha atıp enfeksiyon ile savaşabilecek bir cihaz geliştirmeyi amaçlıyoruz.’’

Sadece ortopedik implantlar için değil bedenimizin herhangi bir yerinde herhangi bir ameliyattan sonra enfeksiyon riskinin olabileceğini ve bu nedenle enfeksiyon oluşup oluşmadığını önceden belirleyebilmenin çok önemli olduğunu vurgulayanDumanlı, ‘’Özellikle antibiyotiğe karşı direnç geliştirmiş bakterilerin oluşturduğu enfeksiyon söz konusu ise protez ameliyatla çıkartılıp, enfeksiyon temizleniyor ve antibiyotik tedavisinin ardından tekrar yeni bir implant değişim ameliyatı yapılıyor.  Bizim tasarladığımız cihazda ise bu zorlu yola girilmeden önce beden içinde implantın yakın çevresinde sıcaklık artışını izleme ve titreşim yani ses dinleme yoluyla olası bir sorunu erken tespit etmeyi planlıyoruz. Burada protezin içine elektronik bir devre yerleştireceğiz. Bu devre beden içinden beden dışına kablosuz veri aktarımı yapacak. Bu veriyi bedeninizin üzerine yerleştirilen, kumaş gibi esnek materyaller üzerinde geliştirdiğimiz giyilebilir bir cihaz alacak. Giyilebilir cihaz gerekli hallerde enfeksiyon ile savaş modülünü aktive edebilecek’’ dedi.

Beden içi şartları gözlemleyebilen ve kablosuz iletişim yoluyla hastanın diğer cihazları ile  iletişime geçecek bu tasarımın yakın gelecekte sektörde yerini almasını beklediklerini belirten Dumanlı, bu projenin Türkiye’nin sağlıkta yüksek teknoloji ihraç etme potansiyeli bakımından önemli bir adım olacağını sözlerine ekledi.

Beden ile elektromanyetik dalgalar arasındaki etkileşimi araştırıyor

Lisans ve yüksek lisans derecesini Orta Doğu Teknik Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği’nden, doktorasını ise Bristol Üniversitesi’nden (İngiltere) 2010 yılında alan Sema Dumanlı Oktar, 2010-2017 yılları arasında uzman araştırmacı olarak Toshiba’nın Bristol’daki Avrupa Araştırma Laboratuvarı’nda çalıştı. 2018 yılında Boğaziçi Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği’nin öğretim kadrosuna katılan Dumanlı, beden alan ağları  üzerinde çalışmaya nasıl yöneldiğini şöyle anlattı:

‘’İngiltere’de doktoramı bitirdikten sonra, aynı zamanda doktora sponsorum da olan Toshiba’nın araştırma laboratuvarlarından teklif aldım. Oradaki araştırma sürecinde size belli bir konu vermiyor tam aksine sizin yeni fikirler projeler üretmenizi bekliyorlar. Ben de çocukluğumdan beri hep hoşnutsuz olduğum sağlık hizmetini alış şeklimiz üzerinde çalışmak istedim. Bedenimizin sağlık ve sıhhatini çok daha hassas ve uzun süreli bir şekilde takip edebilmemizin sağlık hizmetine erişimimizi kökten değiştirebileceğini düşündüğüm için beden alan ağlarıyla ilgilenmeye başladım. Beden alan ağı dediğimiz, bedenimizin üzerine yerleştirilmiş, sağlığımızla ilgili veri toplayan birçok algılayıcının kurmuş olduğu kablosuz bir ağ. Bu ağın güvenilir bir şekilde kurulmasını ve elektromanyetik dalgaların bedenimiz üzerinde yayılımını araştırmaya odaklandım. Beden alan ağlarımız, hayatımızı değiştirecek 10 teknolojiden birisi olarak tarif edilen giyilebilir cihazlardan ve beden içine yerleştirilebilir akıllı cihazlardan oluşacak. Hepimizin beden ağlarından ve internete bağlı diğer sağlık nesnelerinden oluşan Sağlık Nesnelerinin İnterneti ise sağlık hizmetlerini hastane dışına yayarak hem hastaların daha kaliteli hizmet almalarına hem de devletin sağlık harcamalarını azaltmasına yol açacak. Dolayısıyla bu alan gelecek için büyük potansiyel vaat ediyor.’’ 

Giyilebilir cihazlarda anten tasarımı konusunda da çalıştıklarını aktaran Dumanlı şöyle devam etti:

‘’Giyilebilir medikal cihazların kullanımı hızla artıyor ve artmaya devam edeceği öngörülüyor. Bilimsel çalışmalar da buna paralel olarak artıyor.  Türkiye’ye döndüğümde bu alanda Sağlık Bakanlığı’nın da çalışmaları olduğunu gördüm. Hatta Bakan yardımcısı Dr. Şuayip Birinci’nin teklifi ile bakanlığa bu konuda bir müddet danışmanlık yaptım. Şimdi ise Boğaziçi Üniversitesi’ndeki laboratuvarımızda bu alana yönelik vizyoner projeler yürütüyorum. Giyilebilir cihazlarda esnek ve dönüştürülebilir anten tasarımı da bu projelerden biri. Yakın gelecekte insanların fiziksel bedenlerini giyilebilir nesnelerle bir bütün olarak göreceğiz. Bu nedenle şimdiden, geliştirmekte olduğumuz yöntemlerle giyilebilir cihazların iletişiminde yaşanabilecek çeşitli sorunları giderme yönünde çözümler üretiyoruz’’.

Önümüzdeki projeleri arasında diyabet hastaları için giyilebilir medikal cihaz tasarımının da olduğunu belirten Dumanlı, ‘’Diyabet, sonuçları sürekli izleme ile kontrol altına alınabilen bir rahatsızlık olmasına rağmen, 2015 senesinde 1.6 milyon kişinin ölümüne sebep oldu. Teletıbbın ise diyabet kontrolünde etkili olduğu, yaşam kalitesini artırıp hekim ziyaretlerini azalttığı pilot çalışmalarla gösterilmiştir. Bu kapsamda sürekli glikoz izlemesi yapan giyilebilir medikal cihazların Sağlık Nesnelerinin İnternetinin en etkili kullanım alanlarından biri olacağını tahmin etmek güç değildir. BUMerANg adlı projemizde de kontak lens tabanlı glikoz algılayıcısından ölçüm alan ve beden üzeri veya beden dışı bağlantı kurabilen bir akıllı gözlük tasarlamayı planlıyoruz’’ dedi.

Boğaziçi Üniversitesi’nde Yankısız Oda kuruldu

Sema Dumanlı Oktar, ayrıca BOUNTenna laboratuvarı bünyesinde bir Yankısız Oda kurulduğunu ve Üniversite tarafından önemli bir yatırım yapıldığını aktardı. Dumanlı, Boğaziçi Üniversitesinde bir ilk olan yankısız odanın yapımının 1. aşaması olan; dışarıdaki elektromanyetik dalgaların içeri girmesine ve içerideki elektromanyetik dalgaların dışarı çıkmasına engel olan elektriksel iletken metal ile kaplı Faraday Kafesi’nin kurulduğunu söyledi. İkinci aşamada ise odanın iç yüzeyinin yutucu malzeme ile kaplanarak yankısız odaya dönüştürüleceğini anlatan Dumanlı, bu mekânda her türlü anten ölçümünün yapılabileceğini ekledi.  Yankısız Odası’nın giriş duvarına ise ünlü grafiti sanatçısı Kien Art’ın Elektromanyetizmanın önemli isimlerinden ve adı Maxwell Denklemleri ile anılan bilim insanı James Clerk Maxwell’in portresini yaptığını aktaran Dumanlı, böylelikle burada çalışacak araştırmacılara ilham vermek istediklerini sözlerine ekledi.

Söyleşi: Özgür Duygu Durgun / Kurumsal İletişim Ofisi

Fotoğraflar: Kenan Özcan