Mikro-Biyorobot Nedir? Kullanım Alanları Nelerdir?

MEMS (Mikro Elektro-Mekanik Sistemler) teknolojisindeki son ilerlemelerle beraber, mikro ölçekte küçük olan sensörleri ve aktüatörleri içeren minyatür cihazların geliştirilmesi ön plana çıkmıştır. Mikrorobotlar; medikal, endüstriyel ve biyoteknolojik alanda önemli derecede kullanıma sahiptir. Belli başlı kullanım alanlarına bakıldığında mikrobiyorobotlar; hücre ve doku içerisinde çalışabilen, uzay ve derin deniz gibi tehlikeli alanlarda, yüksek basınç ve iyon radyasyonu olan ortamlarda kullanılmaktadır. Ayrıca bu cihazların, geleneksel cihazların giremediği dar alanlar ve kanallarda çalışabilmesi ve küçük endüstriyel robotların montajında kullanılması mikrorobotların tasarımının önemini vurgulamıştır. Mikrorobotların bu kadar hızlı gelişip kullanıldığı bir dünyada, mikrobiyorobotlar ortaya çıkması kaçınılmaz hale gelmiştir.

Mikrobiyorobotlar sentetik biyoloji ve gen mühendisliği yaklaşımları kullanılarak tasarlanan sentetik gen devreleridir. Malzeme bilimi, biyoteknoloji ve mikro/nano elektromekaniğin birleştiği bu çatıda ayrıca medikal, endüstriyel ve biyoteknolojik alanda önemli derecede kullanıma sahip olan mikrobiyorobotlar devrim niteliğindedir.

Mikro-Biyorobot Kullanım Alanları Nelerdir?

• Özellikle kontrollü ilaç salım sistemlerinde oldukça sık kullanılmaktadır.
• Brakiterapi yönteminde kullanılmaktadır. (Kanseri tedavi etmek için radyoaktif bir kaynağın yerleştirilmesini konu edinen metot.)
• Sperm hareketinin sağlanmasıyla kısırlık tedavisinde.
• Biyopsi işlemlerinde.
• Böbrek taşının tedavisinde.
• Bazı hastalıkların varlığını belirlemede fiziksel sinyal olarak ilgili bir analiti tespitinde kolaylıkla kullanılabilmektedir.
• Kan damarları, omurilik kanalı, üretra veya sindirim sistemi gibi canlı dokular içerisinde bir dizi klinik görevi yerine getirebilmektedirler.

Geleneksel cihazlara kıyasla mikro ölçekli tasarımların boyutlarının küçük olması, makro boyuttaki cihazların giremediği dar alanlar ve kanallarda verimli bir şekilde çalışabilmesi, hücreler ve dokular içerisinde yüzme kabiliyetinin bulunması, gelecek nesil tasarımlarda belirli bir vücut yerini tedavi etmek ve lokal olarak ilaç vermek için kullanılabilmesi araştırmacıları mikrobiyorobotlara yöneltmiştir.

BiyoMEMS olarak da adlandırabileceğimiz bu alan mikrobiorobotların geliştirilmesi için, mikro ölçekli, güvenilir ve yüksek verimli mikro aktüatör kullanımını gerektirmektedir. Yapılan araştırmalarda aktüatör olarak Escherichia coli (E. coli), Serratia marcescens (S. marcescens) ve Salmonella typhimurium (S. typhimurium) içeren bakteri mikroorganizmalarının kullanılabileceği tespit edilmiştir. Bakterilerin yapısal ve fizyolojik özelliklerinden dolayı bu sistemde rahatça kullanılabilmesi oldukça ümit vaat etmektedir. Çünkü mikroorganizmanın tasarımı esnasında gerekli bilgi sistemlerinin entegrasyonu onların kontrol edilebilmesi için mevcut sentetik biyoloji ve genetik mühendisliği teknikleriyle birleştirildiğinde ilerleyen yıllarda bu mkrobiyorobotların çok amaçlı kullanımına olanak sağlayacaktır.