Canan Dağdeviren ve Ekibi Obezite’ye karşı Esnek Sensör geliştirdi

MIT‘de görev yapan Türk Bilim insanı Prof. Canan Dağdeviren liderliğindeki bir araştırma ekibi, sarılıp yutulabilen bir esnek sensör geliştirdi. Endoskopi yardımıyla ağızdan mideye inebilen sensör, mide duvarı veya bağırsak astarına yapışarak sindirim sisteminin ritmik kasılmalarını ölçebiliyor.

Bu sensörler; doktorlara, sindirim sistemi yoluyla gıda geçişini yavaşlatan gastrointestinal bozuklukların teşhisinde yardımcı olabilecek. Ayrıca mideye baskı yapan yiyecekleri tespit etmede ve doktorların, obezite tedavisi gören hastalarının gıda alımlarını izlemelerine yardımcı olması için kullanılabilecek.

Esnek aygıtlar, mekanik olarak deforme olduğunda akım ve voltaj üreten piezoelektrik malzemeler üzerine kuruludur. Aynı zamanda insan cildine benzer elastik özelliklere sahip polimerler içerirler. Böylece deriler uyuştuğunda ve cilt uzandığında gerilirler.

Nature Biomedical Engineering’in 10 Ekim 2017 tarihli sayısında yayınlanan araştırmada, sensörün domuz midelerinde iki güne kadar aktif kaldığı açıklandı. Araştırmacılar, sensörlerin esnekliğinin, daha katı yutulabilen cihazlara kıyasla daha güvenli olabileceğini belirtti.

Brigham’daki gastroenterolog ve biyomedikal mühendisi olan ve MIT Koch Kanser Araştırma Enstitüsünde araştırmaya katılan Giovanni Traverso, “Esnekliğe sahip olmak, GI yolu üzerinden geçiş yapmayı kolaylaştırdığı için önemli ölçüde geliştirilmiş emniyet potansiyeline sahiptir” dedi.

Sensörün esnekliği nasıl sağlandı?

Traverso ve meslektaşları daha önce hayati işaretleri izlemek veya sindirim sistemine ilaçlar vermede kullanılabilen yenilebilir araçlar geliştirdiler. Traverso, geliştirilmiş emniyet sağlayabilecek daha esnek bir sensör geliştirmeyi hedefleyerek, daha önce giyilebilir bir tansiyon algılayıcısı gibi esnek elektronik cihazlar geliştiren Prof. Canan Dagdeviren ile birlikte çalıştı.

Yeni sensörü yapmak için, Prof. Dagdeviren önce bir silikon plaka üzerinde elektronik devreler yerleştirdi. Devreler iki elektrot içermektedir: PZT adı verilen bir piezoelektrik malzemenin üzerine bir altın elektrot, alt tarafına ise bir platin elektrot yerleştirildi. Devre imal edildiğinde, silikon plakadan çıkarılarak, poliimid adı verilen esnek bir polimere basılır.

Türk bilim kadını Prof. Canan Dağdeviren liderliğindeki araştırmacılar tarafından tasarlanan yutulabilir sensörler 2,5 x 2,5 cm ebatlarında olup, rulo haline getirilebilir veya yutulduktan sonra eriyen bir kapsüle yerleştirilebilir.

Domuzlarda yapılan testlerde, sensörler endoskopik olarak verildikten sonra karın astarına başarıyla yapıştı. Harici kablolar aracılığıyla, piezoelektrik sensörün ürettiği voltaj hakkında bilgi alınabildi. Ayrıca araştırmacılar tarafından, mide duvarının hareket ettiği miktar hesaplanabildi ve yiyecek ile sıvının ne zaman vücuda alındığı da ayırt edilebildi.

“Esnek, piezoelektrik bir cihazın elektriksel veya mekanik bozulma olmaksızın iki güne kadar karnında kalabileceğini ilk kez gösterdik” – Prof. Canan Dağdeviren

Esnek Sensör’ün kullanım alanları

Bu tür bir sensör; yutma, bulantı, gaz veya kabızlıkta zorluk çeken sindirim sisteminin motilitesini bozan sindirim bozukluklarının teşhisini kolaylaştırabilir.

Doktorlar ayrıca obezite için tedavi edilen hastaların yiyecek alımını ölçmek için bu ilaçları kullanabilirler. Traverso, “Bireyin aslında evde alıp almadığı şeylere bir pencere açmak faydalıdır, çünkü bazen hastaların kendilerini gerçekten kıyaslamaları ve ne kadarının tüketildiğini bilmeleri zor” dedi.

Cihazın gelecek versiyonlarında, araştırmacılar ek sensörler ve kablosuz vericiler de dahil olmak üzere diğer özelliklere güç sağlamak için piezoelektrik materyalin ürettiği enerjiden bir miktar toplamayı planlıyorlar. Bu tür cihazlar, potansiyel güvenliğini daha da arttıran bir batarya gerektirmez.

Araştırma kısmen İsviçre Ulusal Vakfı, Ulusal Sağlık Enstitüleri, Max Planck Araştırma Ödülü, Alexander von Humboldt Vakfı ve Brigham ve Kadın Hastanesi Gastroenteroloji Bölümü’nden doktora sonrası bir burs tarafından finanse edildi.