Yüksek Performanslı Hücre Germe Cihazı Geliştirilmesi


Dinçer P. R. (Executive)

TUBITAK Project, 2021 - 2022

  • Project Type: TUBITAK Project
  • Begin Date: March 2021
  • End Date: September 2022

Project Abstract

Yüksek Performanslı Hücre Germe Cihazı Geliştirilmesi

Doku ve organların işlev görebilmesi için biyokimyasal sinyallerle birlikte çevrelerinden gelen mekanik sinyaller de gereklidir. Mekanik gerilim, bir organizmanın hücreleri için en önemli fizyolojik ve patolojik uyarılardan birisidir. Birçok doku hücrelerinin büyümesi, gelişimi, farklılaşması, etkileşimi ve işlevi için hücrelerin maruz kaldığı biyomekanik ortam çok önemlidir.

Araştırmacılar in vivo koşulların kompleksliği nedeniyle mekanik yükleme ile ilgili araştırmalarda in vitro yöntemlere başvurmaktadır. Ancak, mekanotransdüksiyonun çalışılabilmesi için doğrudan hücreye uygulanabilecek indükleyici bir mekanik stres gerekmektedir. Bu nedenle mekanik kuvveti kontrollü ve homojen bir şekilde uygulayabilecek hücre germe cihazlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Ancak, bu hücre germe cihazlarının en ucuzunun bile fiyatı (35000 ABD Doları) ülkemizdeki araştırma projesi fonları için çok yüksektir. Benzeri işlevi yerine getirebilecek ürünlerin de yerli bir eşleniği yoktur. Bu nedenle birçok araştırma projesi bünyesinde bu cihazların alınması mümkün olamamakta ve bu durum, yurt dışı ile rekabet edilebilir araştırmaların yapılabilmesini kısıtlamaktadır.

Bu proje kapsamında birçok tipte hücre ve doku çalışmalarına uygun olan membran gerilimi temelli mekanik bir hücre germe cihazının geliştirilmesi planlanmıştır. Geliştirilecek bu cihaz gerçek zamanlı veri toplama sağlayan elektronik ve yazılım altyapısına sahip olacaktır. Ayrıca tarafımızdan geliştirilecek bir kullanıcı arayüzü yazılımı sayesinde cihazın tüm özellikleri bir kontrol bilgisayarı aracılığıyla uzaktan kontrol edilebilecektir. Bu cihaz, uygulayacağı çeşitli gerilme parametreleri sayesinde birçok adhesif hücre tipinde ve dokuda kullanılabilecektir. Ayrıca, cihazın döngüsel ve statik germe modunun yanında asimetrik gerilim uygulama potansiyeline sahip olmasi (farklı eksenlerde farklı miktarda gerilim uygulayabilme) sebebiyle aynı cihaz ile kan basıncının hücrelere uyguladığı sıvı-kayma mekanik stresi de taklit edilebilecektir. Böylece üretilen cihaz başta rejeneratif tıp ve doku mühendisliği araştırmacıları olmak üzere daha geniş bir araştırmacı kitlesine hitap edecektir.

Üretilmesi planlanan mekanik hücre germe cihazının performans doğrulaması için; ‘LGMD2R'de Mekanotransdüksiyonun Rolünün Araştırılması’ başlıklı tez çalışması temel alınacaktır. Takiben, bağımsız bir çalışma olarak geliştirilen hücre germe cihazı tarafından oluşturulan membran gerilimine bağlı olarak desminin çekirdek içine taşınımı araştırılarak üretilen aletin performans doğrulaması tamamlanmış olacaktır.

Projemiz yerli lisanslı alternatif üretimi olmayan ve birçok farklı araştırma alanı için ihtiyaç duyulan bu tıbbi teçhizatın ülkemizde yapımı için çok disiplinli bir araştırma ve geliştirme modeli sunmaktadır. Proje önerimiz Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi, Hacettepe Üniversitesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği ve Çankaya Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünden yürütücü ve araştırmacılarla probleme çok disiplinli çözüm modelleri sunmayı hedeflemektedir. Hacettepe Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği bölümünden bir öğretim üyesi de danışman olarak projemizde görev almaktadır. Tüm bu ekip sayesinde projenin mekanik, elektronik, yazılım ve tıbbi standardizasyon ayaklarının sağlam temeller üzerinde inşa edilmesi sağlanacak ayrıca standartlara uygun, ürünleştirilebilir, sertifikasyon süreçleri için gereken kaliteye sahip ve ticari potansiyelinin en iyileştirilmesi başarılmış dünya çapında rekabet edebilecek ve ihraç edilebilecek nitelikte bir ürünün ortaya çıkartılması başarılacaktır.