Inovatif Kimya Dergisi Sayi 79

Kimya Dergisi

İNOVATİF Kimya Dergisi YIL:8 SAYI:79 ŞUBAT 2020

NÖROLOJİK İLAÇLARIN KİMYASI

EKİBİMİZ YAVUZ SELİM KART PELİN TANTOĞLU KART MERVE ÇÖPLÜ HACER DEMİR RABİYE BAŞTÜRK SİMGE KOSTİK RABİA ÖNEN MELİKE OYA KADER MUAZ TOĞUŞLU ELİF BERFİN KAVAK DİLARA KÜÇÜKAY TOLGAHAN ÖZER NUREVŞAN GÜNDOĞDU SELİNAY ÖZEL FATMA CEREN DOLAY KÜBRA YILDIZ SEVDA YILMAZ SİNEM ŞAHİN BÜŞRA EMETİ CENGİZ DİLANUR TOPLAK EMİNE BAYDERE FULYA BAŞARAN

DERGİYİ OKUMADAN ÖNCE İnovatif Kimya Dergisi yazılarını herhangi bir makalenizde veya yazınızda kullanmak için yazısını aldığınız kişiye mail atarak haber vermek, kullanmış olduğunuz yazıların kaynağını ise dergi olarak belirtmek durumundasınız.

Dergide yazılan yazıların sorumluluğu birinci derece yazara aittir. Bu konu hakkında bir sorun yaşıyorsanız ilk olarak yazara ulaşmalısınız.

Dergide yer alan bilgileri kullanarak başınıza gelebilecek felaketlerden ya da işlerden dergi sorumlu değildir.

Dergimizde yayınlanmasını istediğiniz yazıları info@inovatifkimyadergisi.com mail adresine göndermelisiniz. Gönderdiğiniz yazılarda bir eksiklik var ise editör tarafından incelenecektir. Eksik kısımları var ise size geri dönüş yapılacaktır.

Dergi ekibi gönüllü kişilerden oluşmuştur. Dergi ilk kurulduğu andan beri böyle ilerlemiştir. Dergi ekibinde olan herkes bu kuralı kabul etmiş sayılır. Gelen kişilere en başta bu kural söylenir. Görevini yapmayan, dergide anlaşmazlık çıkaran, huzur bozan kişiler ekipten çıkarılır. Siz de bu ekip içinde yer almak istiyorsanız web sitemiz üzerinden kuralları okuyarak başvurabilirsiniz.

Dergiyi okuyanlar ve dergi ekibi bu kuralları kabul etmiş sayılırlar. İNOVATİF KİMYA DERGİSİ

REKLAM VERMEK İÇİN reklam@inovatifkimyadergisi.com adresinden web site ve e-dergi için fiyat teklifi alabilirsiniz.

http://www.inovatifkimyadergisi.com https://www.facebook.com/InovatifKimyaDergisi https://twitter.com/InovatifKimya https://instagram.com/inovatifkimyadergisi https://www.linkedin.com/in/inovatif-kimya-dergisi-00629484/

REKLAM İÇİN reklam@inovatifkimyadergisi.com

BİNLERCE KİŞİNİN OKUDUĞU DERGİMİZE ONBİNLERCE KİŞİNİN ZİYARET ETTİĞİ WEB SİTEMİZE REKLAM VERİN

BİNLERCE KİŞİYE ULAŞIN

FOTOVOLTAİK SEKTÖRÜNDE YAPAY ZEKA VE ROBOTİK UYGULAMALAR

6

BOR MADENİNDEN ALZHEİMER VE PARKİNSON TEDAVİSİ İÇİN YERLİ İLAÇ ÜRETİLDİ

11

NÖROLOJİK İLAÇLARIN KİMYASI

12

TÜRK BİLİM İNSANLARI, LİTYUM İYON PİLLERİN ÖMRÜNÜ UZATAN BİR YÖNTEM GELİŞTİRDİ

15

YENİ NESİL TEDAVİ EDİCİ BİYOMALZEMELER İLE HAYATIMIZA SAĞLIK AŞILANIYOR!

17

TÜRK BİLİM İNSANLARI MAGNEZYUMUN 22 AĞRIYI AZALTTIĞINI KANITLADI TÜMÖR MİKRO ORTAM STRESİNİN İLAÇ DİRENCİ GELİŞİMİNDE ETKİLİ BİYOKİMYASAL MOLEKÜLLER VE MEKANİZMALAR

24

GERÇEK SAÇA EN YAKIN SENTETİK SAÇ GELİŞTİRME ÇALIŞMALARI SÜRÜYOR

28

FOTOVOLTAİK SEKTÖRÜNDE YAPAY ZEKA VE ROBOTİK UYGULAMALAR Foto-voltaik güneş panel sistem performansları , güneş bölgeleri üzerindeki birikmiş tozlardan oldukça etkilenebilmektedir. Bu yüzden panelleri temizlemeye devam etmek çok önemlidir ve bu sayede enerji ve güç çıkışı artabilir. Uygun olmayan temizleme metodlarının yanında hatalı araç ve sıkı çevre koşulları, dizgi bileşenlerin performansını azaltabilir ve temizleme personeline zarar verebilir.

Bunun için çok yönlü, portatif ve riskli olmayan güneş panel temizliğine ihtiyaç vardır. Bir makalede, PV güneş enerjisinin temizlenmesi ve bakımı için yapay etken olarak çalışma ve buna bağlı olarak verimliliğinin artması gibi yapay zekanın robotlarda kullanımı hakkında özet bir fikir sunulmuştur [1].

Güneş enerji üretiminin başlangıcı, fiberglas PV panel üzerine konumlanmış küçük güneş hücrelerinden güneş ışığının toplanması ile gerçekleşir. Güneş panellerinin verimli bir şekilde çalışması için düzenli ve temiz bir şekilde korunmalıdır. Toz ve kir nedeni ile panel üzerinde ışık geçiş kayıpları olmaktadır.

Yaşadığımız bölgede havada ağır tanecikli maddeler bulunursa; tarım alanı bölgesinde sürekli olarak yaprak düşmesi veya toz fırtınası ile karşılaşırsak, panelleri yıkamak çok yararlı olacaktır. Paneldeki kirlilik konusunu kabul edenler üretim verimliliğinin düştüğünü de kabul ederler ancak üretimdeki düşüşün, panel temizliği için para ödemeye değer olduğunu da bilmelidirler. Bunun için de çok sayıda personele ve bol miktarda suya ihtiyaç vardır.

Su ve enerji kaybı nedeni ile; riskli olmayan, çok yönlü robotik bir güneş paneli temizleyicisi üretme ihtiyacı doğmuştur. Son yıllarda diğer sektörler gibi güneş enerjisi sektöründe de güneşten gelen enerji maliyetini düşürmek ve yeni mekanizasyon pazarları oluşturmak için sektör hızlıca büyümektedir.

Gelişen bu veriler, makine öğrenmesi, yapay zeka, sensörler vb. solar start-up'lara katılım ve bunlara katılımda kapsamlı katkılar, çok sayıda güneş enerjisi endüstrisi problemini çözecek verilerdir [1].

PV (foto-voltaik) güneş paneli temizliği için yeni tasarlanan sistemler; daha akıllı, otonom, risksiz, hızlı, etkili, verimli ve ucuz ekonomik çözümlerdir.

Bu temizlik işleminde robotik temizleyiciler yardımıyla, operatörler karmaşık makine öğrenimini yapay algoritmalar ve yapay zeka teknikleri sinir ağları ve genetik algoritmaları tasarlayacak şekilde temizleyicilerin performansını sensörlerden ölçerek

kullanacak. Panel temizliği için yapılan sözleşmeden sonra, pilin kalan ömrünü değerlendirmek için prognostik algoritmaları kullanarak veri şarj etme / boşaltma uygun olmalıdır [1].

Panel üzerindeki kirlilik nedeni ile güneş ışınımı ile panel arasında bir kesinti meydana gelir.

Bu karışıklık, AVR olarak bilinen programlanabilir bir cihaz yardımı ile çözülebildi. Bu cihaz, panel tarafından sağlanan reformasyon voltajını kontrol edebilme yeteneğini sağlamak için işlemci olarak çalışır. Güneş panellerinin voltaj sonuçlarını gözlemleyerek , güneş panellerinin yüzeyinin kirli olup olmadığı temizlenmeye ihtiyacı olup olmadığını bu cihazdan tahmin edilebiliyor. Bu nesne, LDR tarafından üretilen ışık sensörünü ilişkilendirmek için de kullanılır [1].

Robotlar temizlerken geleneksel temizlik maddeleri kullanmaz. Bunun yerine robot, havadaki sisi yüzey boyunca serpilen küçük su parçacıkları gibi kullanır. Ardından içine yerleştirilmiş olan bir mikrotemizleme pedi yardımıyla, temizlik işlemi yapılır. Bu işlemle aktif olarak toksinlerin, tozun ve yüzeyden kirletici maddelerin temizlenmesi sağlanır. Mikro temizleme pedleri, kimyasallardan oluşan çok ince ve çok küçük tellerdir, tozların uzaklaşmasını ve kirli yüzeyin sıyrılmasında oldukça etkilidir [1].

Günümüzde bilim insanları da robotun temizleme kolları tarafından uygulanan basıncı kontrol etmek için çok sayıda yöntem geliştiriyor. Temizleme robotları, panel yüzeyinde herhangi bir çizik oluşturmamalı, çünkü yüzeydeki küçük bir çizik panel verimliliğini düşürebilir [1].

Amerika’daki M/S Sun Power’da yeni robotik manuel temizleme metoduna göre on kat daha hızlıdır.

Robotik temizleyiciler, su kullanımını %75 azaltır.

Ayrıca güneş ışığı olmadan gece de çalışır. Robotlar daha az hata yaptığı için şirketlere zaman kaybı sağlar. Suudi Arabistan’da operatör maliyeti %80 azalmış ve akıllı sensör sistemleri de eklenmiştir.

Sensörler, hava durumundaki verinin alınmasını sağlamıştır ve hava koşuluna göre temizliğe başlamaktadır [1].

Bir başka çalışmada, güneş panelleri temizliğinde Solarbrush, kuru ortamlarda güneş panellerinin

6

veya camın kuru temizliği için hafif bir robot olarak kullanılmaktadır.

Farklı tür fırçalar toz, kum ve kiri fırçalamak için robotun önüne takılabilir. Küçük ve yüksek otonoma sahip olması nedeniyle avantajlıdır ancak kullanımı için operatöre ihtiyaç duyulur ve vantuz maliyeti yüksektir [2].

Vantuzlu parçalar kullanarak paneller üzerinde hareket ederek 30 mm'ye kadar çapraz boşluklar ve 35 dereceye kadar eğimli yüzeylerde çalışır.

Resim 1: Solarbrush robotu Bir başka kullanılan robot The Ecoppia E4, mikrofiber parçaları kullanarak tozları süpüren tam otonom bir robottur. Fırçalar yerçekimi etkisi ile aşağı doğru dönerek hareket eder ve toz üflemesine yardımcı olan bir hava akışı oluşturur. Geceleri temizlikte enerjiyi depolamak için yerleşik bir güneş paneli ve pil kullanır. Aynı zamanda robot aşağı

inince enerjiyi geri kazanır. Bir başka ilginç özellik, güneş panelinin rayın altındaki konumlandırılması ve fırçalarla temizlenmesine izin verilmesidir.

Avantajı enerji verimliliğini sağlaması ve yüksek otonoma sahip olmasıdır. Dezavantajı ise, robotun geniş yüzeyler için çalışması ve birçok kurulumunun olmasıdır [2].

Resim 2: Ecoppia E4 robotu Wash Panel adlı sistemde ise, dikey fırçayı yatay olarak bir panel sırası üzerinde hareket ettirerek PV panellerinin dizilerini temizleyen robot mevcuttur.

1 ila 16 metre uzunluğunda ve bir 12V pil içerir.

Ayrıca panelleri temizlerken ıslatma için bir su

hortumu takılmıştır. Ancak, robotun çoğu panelde olduğu gibi bir parçaya ihtiyacı yoktur. Çok güçlü ve yüksek otonoma sahip olmasına rağmen, panelin yalnızca bir dizisi için uygulanmaktadır [2].

7

Resim 3: Wash Panel sistemi Sprinkler (püskürtücü) sistemi de genellikle kurak alanlarda kullanılmaktadır. Çoğu sistem gibi, sistemde bulunan Heliotex'in web sitesinde bir su filtrasyon sistemi ve sabun dağıtım sisteminden oluşmaktadır. Oldukça iyi bir sistem olmasına rağmen,bazı dezavantajları vardır. Paneller günde birden çok kez temizlendiği için su kullanım miktarı fazladır ve filtreler ve sabun seviyesi izlenmek zorundadır bu da para ve zaman kaybına yol açmaktadır [2].

Bir başka çalışmada robotik uygulamalardan güneş takip sistemlerinden yararlanılmaktadır.

Güneş toplayıcılar gibi güneş enerjisi cihazları, geometrilerine ve gelen güneş ışınlarına uygun şekilde verimli çalışır. Düz bir plaka için, ışınlar plakaya dik olduğunda bu yönelim optimumdur.

Güneşin konumu sürekli değiştiği için, alıcı yüzey de sürekli değişmelidir. Güneş konumunu izleyen cihazlar iki tipte olabilir; ilk tip uyumlu güneş hücreleri veya diğer fotoelektrik sensörler, cihazın yönü optimal olmadığında her seferinde farklı bir sinyal üretir. Bu sinyal, optimum bir yönlenmeye ulaşana kadar bir geri bildirim mekanizmasında kullanılır. Bu tür cihazların çok güvenilir olduğu kanıtlanmamıştır, çünkü bu cihazlar bulutlu havalarda güneş ile parlak ışık arasında ayrım yapamamaktadır [3].

başlatmak ve dişli vitesi döndürmek için bir torka döndürme butonu gereklidir (Şekil 3-19 numara) Dişli sistemi olmayan şaftta tork devri 1 / n kez olacaktır [3]. Üçüncü yöntemde, optimum tork azaltma için, dişli kutusu ile birlikte bir step motoru kullanılır.

Gerekli sistem Şekil 1 ve 2 ’de görülebilir (Şekil 1 ve 2 20 numara step motoru, 8 numara dişli kutu).

Bu durumda, biri sabah başlangıç pozisyonu için ve ikincisi biri akşamları durma pozisyonu için olmak üzere iki limit anahtarına sahip olabilir (Şekil 2- 24 ve 25 numara). Burada, sabah güneş ışınlarına paralel hizalama noktasında( Şekil 1-4 numara) şaft daha hızlı dönebilir. Bu durumda güneş hücrelerin akım çıkışı maksimum olarak ölçülecektir [3].

Güneş takip sistemi, güneş kollektörü ile güneş ışınlarına karşı duyarlı yüzeyi ile sürdürülür.

Dünyanın kuzey-güney eksenine paralel bir eksende dönen bir şaft içerir. (Şekil 1-16 numara) Güneş takibi birçok yöntemle yapılır. İlk ve en basit yöntem, zaman aralığındaki belirli sayıda derece ile dünyanın dönme hızına dayanan manuel olarak döndürmedir. Diğer yönemlere göre ucuzdur ve ülkelerde kullanılabilir. İkinci yöntemde elektronik parçalara gerek yoktur, bir dişli kutusu kullanılabilir ve şekilde gösterildiği gibi helezon ve helezon dişli sistemine sahiptir (Şekil 3-8 numara) Helezon devri, buton kullanılarak üretilebilir. Tek bir helezonu

8

Şekil 1

Şekil 2

9

Şekil 3 Kaynaklar 1.https://www.researchgate.net/publication/326802773_Artificial_Intelligence_in_Robotic_Cleaners_A_ new_Revolutionary_Paradigm_for_India's_most_Ambitious_Solar_Energy_Program Proceedings of the 12th INDIACom; INDIACom-2018; IEEE Conference ID: 42835 2018 5thInternational Conference on “Computing for Sustainable Global Development”,14th - 16th March, 2018 Bharati Vidyapeeth's Institute of Computer Applications and Management (BVICAM), New Delhi (INDIA) .

2.https://iiw.kuleuven.be › mastertheses › kegeleers KU Leuven, Technology Campus De Nayer, Jan De Nayerlaan 5, B-2860 Sint-Katelijne-Waver 3. https://patentimages.storage.googleapis.com/28/9c/72/fffde8fa9ba9eb/US5632823.pdf, United States Patent, Date of Patent: May 27,1977

Fulya Başaran Kimya Mühendisi (Yüksek Lisans Mezunu) fulbasaran@hotmail.com

10

BOR MADENİNDEN ALZHEİMER VE PARKİNSON TEDAVİSİ İÇİN YERLİ İLAÇ ÜRETİLDİ

Dünya Bor rezervinin yüzde 70’inden fazlasına sahip olan Türkiye’de bor kullanılarak alzheimer ve parkinson hastalıklarının tedavisinde kullanılacak ilaç geliştirildi.

TÜSEB Genel Sekreteri Erzurumlu bilim insanı Prof.

Dr. Hasan Türkez, ülkemizde borla ilgili çalışmaların son zamanlarda arttığına dikkat çekerek, “Bunun sebebi Ulusal Bor Araştırma Enstitüsünün kurulması, ülkemizde bor projeleri desteklendi. Türkiye’de artık ‘Ben bor çalışıyorum AR-GE desteğim yok’ diyen hiçbir araştırmacı kalmadı. Hükümetimiz bunun farkında, bize düşen şey, ülke için katma değer sağlayacak konuları projelendirip ilgili kurumlara sunmak. Bizim kısa zaman sonra rezervlerimiz gibi biliminde de söz sahibi olacağımız günleri bekliyoruz” dedi.

Türkez, insanlarda alınacak netice sonrası bor ile üretilecek ilaçların eczanelerde yer alacağını belirtti.

Türkez, bilimsel altyapı oluştuktan sonra, kandaki bor miktarının hastanelerde tahlille öğrenilebildiği teknolojiye ulaşılacağını ve kandaki bor miktarının eksik olduğu görüldüğünde ise doktorların reçeteye bor yazabileceğini açıkladı.

Dünyanın sayılı bilim adamları arasında gösterilen Prof. Dr. Türkez, borun insanlar üzerindeki etkilerini de anlatarak, antioksidan sistemini destekleyen borun deney hayvanlarında da bilişsel fonksiyonları ileri düzeyde geliştirdiğini belirtti. Uluslararası bir ekiple yaklaşık 6 yıldır üzerinde durduğu araştırmalar sonucunda, alzheimer ve parkinson hastalıklarının önlenmesinde ve tedavisinde kullanılabilecek olan, bor içeren farmakolojik formilasyonları hazırladıklarını ve uluslar arası patentlerini aldıklarını söyledi.

11

NÖROLOJİK İLAÇLARIN KİMYASI NÖROTRANSMİTTER ÜZERİNDEN YAKLAŞIM

Modern dünyada psikoloji bilimi, modern tıp tarafından kabul görmüş, hatta on dokuzuncu yüzyıldaki yaklaşımlar unutulmuş, kendince ayrı bir bilim olarak günümüzde değer görmektedir. Bunun yanında artık modern tıp, psikoloji biliminden destek görür ve tanı- tedavide büyük bir rol almasını kabul eder konuma gelmiştir.

Psikolojik rahatsızlıkların ve bozuklukların tanımlamaları ve üzerine yapılan çalışmalar değişmiş hatta farmakoloji alanında da ciddi bir şekilde mercek altına alınmıştır. Bunun arkasında gelişen neuroscience ve beynin gizemini çözme gayesi apaçık bir kanıt olarak görülmektedir.(1)

İnsan beyni ile yakınlığı görülen deneysel hayvanların araştırmalarda kullanılması, davranışsal olarak inceleme metotların gelişmesi; kavramsal olarak kalan psikoloji bilimin artık klinik ve deneysel bir alanda kaymasına neden olmuştur. Bu durum yeni tanınan hastalıkların veya nedenleri görülen hastalıklara çözümler üretme şeklinde yeni çalışmalar yapılmasına imkân sağlamış ve bu sayede, depresyonun bile farklı türlerde tanı tedavi yaklaşımları belirlenmiş. (2) Bu durum nörofarmokolojik çalışmaların artmasına hatta böyle bir alt grup ilaç sentezinin gelişmesine imkân sağlamıştır.

12

Bu yazı boyunca santral sinir sistemini etkileyen ilaçlar üzerinde ve bunların genel etkileşimleri üzerinde durulacaktır. Etkilerini beyin ve omuriliğin değişik bölgeleri üzerinde gösteren ilaçlara, santral sinir sistemi ilaçları denir. Bu ilaçlar farklı geçirgenlikleri ve etki mekanizmaları sebebiyle çeşitli bir şekilde piyasada kullanılmaktadır. Santral sinir sitemini etkileyen ilaçlar sinirsel iletimin

farklı evrelerinde çeşitli etkiler yaparak fayda sağlamaya çalışırlar. Bu evrelere etki mekanizmaları birebirinden farklı bir uygulama ile değişir. Bunlara örnek vermek gerekirse; Nörotransmitterlerin biyosentezini artırır veya azaltır, nörotransmitterin metabolik parçalanmasını artırır veya azaltır, presinaptik uçlarda; nörotransmitterin geri alınmasını ve tekrar kullanılmasını değiştirir.(3)

Genel olarak kullanılan bu ilaçlar nörotransmitterler üzerinden etki etmeye programlanmışlardır.

Nöronlar arasında veya bir nöron ile başka bir (tür) hücre arasında iletişimi sağlayan kimyasallara nörotransmitter (uyarıcılara tepki) denir. Sinir sistemi boyunca sinirsel sinyaller bu kimyasal taşıyıcılar yardımıyla iletilir. Vücut içerisinde bir nevi fiziksel bir iletimle çalışırlar. Kimyasal aktarım sonucu oluşan sinyallerin sinirsel iletiler tarafından taşınarak birebirlerine aktarılmasına yardım eden

nörotransmitterler adeta uzun bir otoyoldaki kavşak veya bağlantı yolları gibi tanımlanabilirler. (1) Kavşak ve bağlantı yıllarında oluşan herhangi bir sıkıntı trafiğin otoyol boyunca akmasına zarar veriri ve yol boyunca part part problemlerin açığa çıkmasına sebep olurlar. İşte bu noktada kullanılan ilaçlar adeta trafik polisi gibi olaya el atar ve nörotransmitter düzenlenmesini sağlarlar.

13

Temel olarak iki grup nörotransmitter madde bulunur. Bunlar eksite edici (uyarıcı, agonist) ve inhibe edici (engelleyici, antagonist) maddelerdir.

Sinir istemindeki sinyallerin işlenip bunların bilgiye dönüştüğü yer olan sinapslar da bu iki farklı grup nörotransmitter madde sayesinde bazı sinyaller artırılırken bazıları azaltılmış olur. Bu özellik, sinir dokuların sinyal işleme yetisinin temel bileşenlerinden biridir. Asetilkolin, Dopamin, Serotonin, GABA, DOPA , Taurin, Histamin, Noradrenalin ve CRF (Stres Hormonu) bilinen yaygın nörotransmittlerdir.

Tasarlanan ilaçlar bu yapıları hedef noktası alarak çözüme ulaşmayı hedefler.

Yukarıda belirtilerin nörotransmitter hedefleyen ilaçların genel çalışma prensibi şu yöndedir, bu aşırı-seçici ilaçlar, beynin belli bir sinirsel aktiviteyi kontrol eden bir bölümünü hedefleyerek, bir yandan etkiyi azami seviyeye çıkarırken diğer yandan da istenmeyen yan etkileri asgariye indirmeyi amaçlar.

(4) Sonuç olarak, nörotransmitter hedefleyen nörolojik ilaçlar buradaki farklı mekanizmalar ile hastalığa neden olan faktörleri minimaliz etmeye çalışıyor.

Kaynaklar 1-Genel Tıpta Antidepresan Kullanımı, Prof. Dr. Nevzat YÜKSEL 2-https://acikders.ankara.edu.tr/pluginfile.php/2918/mod_resource/content/0/7.%20Hafta%20Santral%20 Sinir%20Sistemi%20İlaçlar.pdf 3-Tizanidine: neuropharmacology and mechanism of action, Coward DM 4-Basic Concepts of Molecular Neuropharmacology and Action Mechanisms of Nervous System Drugs, David E. Golan, Armen H. Tashjian, Ehrin J.

Muaz Toğuşlu Kimyager (Lisans Öğrencisi) mutazzam@gmail.com

14

TÜRK BİLİM İNSANLARI, LİTYUM İYON PİLLERİN ÖMRÜNÜ UZATAN BİR YÖNTEM GELİŞTİRDİ

Türkiye’nin farklı üniversitelerinde görev yapan 6 akademisyen, 7 yıllık çalışmaları sonucunda lityum iyon pillerin ömrünü artıran bir yöntemin patentini aldı. Şimdiye kadar küçük piller üzerinde çalışan araştırmacılar, bundan sonraki süreçte çalışmalarını büyük pillere genişletmek istiyor.

Türkiye’nin farklı üniversitelerinde görev yapan akademisyenler, 7 yıllık araştırma sonucu lityum iyon pillerin ömrünü uzatan bir yöntem geliştirdi.

Bilim insanlarının çalışması, Türk Standardları Enstitüsü’nden aldıkları “Yüksek kapasiteli ve uzun ömürlü li-iyon ve na-iyon pil ve bu pillerde kullanılan katot materyali üretim yöntemi” patentiyle belgelendi. İnönü Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Atom ve Molekül Fiziği Ana Bilim Dalı Başkanı Prof. Dr. Ali Bayri, Fizik Bölümü Başkanı Prof. Dr. Serdar Altın ile Bilimsel ve Teknoloji Araştırma Merkezinden Doç. Dr. Emine Altın, Iğdır Üniversitesi’nden Dr. Öğretim Üyesi Serkan Demirel, İstanbul Medeniyet Üniversitesi’nden Prof. Dr. Sevda Avcı ve Bilkent

Üniversitesi’nden Doç. Dr. Erdinç Öz’ün, lityum iyon pillerin ömrünü uzatmak amacıyla yaptıkları bilimsel çalışmalar olumlu sonuç verdi.

Prof. Dr. Ali Bayri, yaptığı açıklamada, enerji kaynaklarının yenilenebilir ve fosil kaynaklar olarak iki kısma ayrıldığını belirtti. Fosil kaynakların kısıtlı olması nedeniyle yenilenebilir enerji kaynaklarının ön plana çıktığını anlatan Bayri, enerjinin depolanabilmesi için bataryaların geliştirilmesi ve kapasitelerinin artırılması gerektiğini vurguladı.

Bayri, 7 yıldır pillerin performansının gelişmesiyle ilgili çalışmalar yaparak patenti aldıklarını ve konuyla ilgili 20’nin üzerinde makaleleri olduğunu söyledi.

Prof. Dr. Serdar Altın ise enerji sektöründeki bilimsel çalışmalarını uzun bir serüven olarak nitelendirdi ve kısa süre önce tanıtılan ‘Türkiye’nin Otomobili’nin elektrikli olmasının kendilerini heyecanlandırdığını dile getirdi. Altın, Prof. Dr. Ali Bayri’nin tavsiyeleriyle yaptıkları bilimsel araştırmada yüksek sıcaklıkta pilde manyetik bir özellik bulduklarını ifade ederek yöntemlerini şöyle anlattı:

15

“600 derece civarında malzemede manyetik geçiş gözlemledik. Bu manyetik özelliği oda sıcaklığında elde edebilirsek, etkisi ne olur sorusunun cevabıyla yola çıktık. Oda sıcaklığında aynı manyetik özelliği elde ettikten sonra ürettiğimiz pillerin kapasite ve performans ölçümlerini yaptık. İlginç bir sonuç çıktı.

Normalde pil performans ölçümleri, laboratuvar şartlarında pili 100 defa doldurup boşaltmakla yapılır. Biz standart katot malzemesi ile bizim ürettiğimiz katot malzemesinin kapasite kayıplarını ölçtüğümüzde kapasite kaybında ciddi bir azalma olduğunu gördük. Pilin doldurup, boşaltma işlemi sırasında kapasite kaybının daha az olduğunu tespit ettik. Performans analizlerinde standart malzemeye göre yüzde 15 daha az kapasite kaybı elde ettik. Bu pil ömrünün artışıyla ilgili ciddi bir rakam.”

çalıştıklarını, bundan sonraki süreçte büyük piller üretmek istediklerini açıkladı. Patenti alınan pillerin, normalde 5 yıl olan ömürleri, 100 dolumda yüzde 15’lik bir kapasite artışıyla 6 yıla kadar uzuyor.

Doç. Dr. Emine Altın ise üniversitenin Bilimsel ve Teknoloji Araştırma Merkezinde FTIR, X ışınları analizi (XRD) ve elektron mikroskobu (SEM) analizlerinin yapıldığını kaydederek, “Pil yapım sürecinde oluşturduğumuz kimyasal bileşiği, çeşitli çözeltilerle belirli süre karıştırarak, jel kıvamına getiriyoruz. Bu jeli folyo üzerine belli kalınlıkta sererek, vakumlu fırınlarda kuruttuktan sonra yapacağımız formata uygun olarak, pil yapıyoruz.” dedi.

Prof. Dr. Serdar Altın, pil üretimi ve testleriyle ilgili gerekli altyapılarının bulunduğunu belirterek şu anda CR 2032 adı verilen küçük piller üzerinde

16

YENİ NESİL TEDAVİ EDİCİ BİYOMALZEMELER İLE HAYATIMIZA SAĞLIK AŞILANIYOR! Biyomalzeme Nedir?

Biyomalzemeler bugün tıpta ayrılmaz bir rol oynamaktadır - işlevi geri kazandırmak ve yaralanma veya hastalıktan sonra insanlar için iyileşmeyi kolaylaştırmak. Biyomalzemeler doğal veya sentetik olabilir ve tıbbi uygulamalarda hasarlı dokuyu veya biyolojik bir işlevi desteklemek, geliştirmek veya değiştirmek için kullanılır. Biyomateryallerin ilk tarihsel kullanımı, eski Mısırlıların hayvanların

günahından yapılan sütürleri kullandıkları zaman antik döneme kadar uzanmaktadır. Biyomateryallerin modern alanı tıp, biyoloji, fizik ve kimyayı ve doku mühendisliği ve malzeme biliminin daha yeni etkilerini birleştirir. Alan, son on yılda doku mühendisliği, rejeneratif tıp ve daha fazlasındaki keşifler nedeniyle önemli ölçüde büyüdü.

Metaller, seramikler, plastik, cam ve hatta yaşayan hücreler ve dokular biyomateryal oluşturmak için kullanılabilir. Biyomedikal ürün ve cihazlarda kullanılmak üzere kalıplanmış veya işlenmiş parçalara, kaplamalara, liflere, filmlere, köpüklere ve kumaşlara dönüştürülebilirler. Bunlar kalp

kapakçıkları, kalça eklemi replasmanları, diş implantları veya kontakt lensleri içerebilir. Genellikle biyolojik olarak parçalanabilirler ve bazıları biyolojik olarak emilebilir, yani bir işlevi yerine getirdikten sonra yavaş yavaş vücuttan atılırlar. [1]

17

Dr. Benjamin almquist biyomalzemeleri başka bir boyuta taşımak istiyor.

Yara iyileşmesi vücudumuzun gerçekleştirmesi gereken en karmaşık süreçlerden biridir. Yaraları onarma yeteneğimiz genellikle kabul edilirken, diyabet, obezite veya sadece yaşlılık gibi durumlar bu süreci önemli ölçüde bozabilir. Her üçünün de öngörülebilir geleceğe doğru büyümeye devam

edeceği öngörülüyorsa, iyileşmeyi kolaylaştıran stratejiler geliştirmek için artan bir itici güç var.

Biyomalzemeler onarımın tüm yönlerini modüle etmek için çekici bir yaklaşımdır ve iyileşme sürecini rejenerasyona yönlendirme potansiyeline sahiptir.[2]

İngiltere'deki Imperial College London'daki biyomühendislik bölümünde bulunan Almquist'in laboratuvarı, yara iyileşmesini desteklemek için vücutla dinamik olarak etkileşime giren malzemeler geliştiriyor. Değişen ortamlarında biyokimyasal ipuçlarına tepki verebilen biyomalzemelerin hastaların sonuçlarında büyük fark yaratabileceği sadece bir tıbbi ihtiyaç alanıdır.

iyileşmeyen kronik yaralardan aşırı skar dokusu oluşumuna kadar değişir.

Yara tamiri bir örnektir. Bu karmaşık çok aşamalı işlem, enfeksiyonu öldürmek, hasarlı hücreleri temizlemek ve daha sonra yeni doku oluşturmak için farklı hücre türlerinin dalgalarını içerir. İşlemin raydan çıkabileceği birçok yer vardır, sonuçları

Almquist fiziksel bir işarete yanıt veren bir sistem geliştirdi. Yara iyileşmesi, TGF-b olarak adlandırılan bir büyüme faktörü sırasında hücre dışı matris (ECM) olarak adlandırılan yeniden serilmiş doku iskelesi ile birlikte ortaya konulur. Büzülen ECM yarayı kapatır.

Mikroiğne sistemi kullanılarak insanda glikoz seviyelerini kontrol etmek mümkün oluyor.

Bu sistemler, özellikle vücudun pH tamponlu

18

ortamında, etkili glikoz kontrolü için genellikle çok yavaş olmuştur. Ancak başka bir glikoz algılayıcı kısım olan fenilboronik asit (PBA), fizyolojik koşullar altında pratik hidrojel bazlı insülin salınımı için çok daha umut verici görünüyor. Japonya'daki Tokyo Tıp ve Diş Üniversitesi'nde biyomateryal mühendisi Akira Matsumoto, “Glikoz ve boronik asit arasındaki etkileşim neredeyse 100 yıldır biliniyor” diyor. PBA, glikozu bir denge reaksiyonunda geri dönüşümlü olarak bağlar ve bu nedenle insülin salınımını açıp kapatan bir anahtar olarak hareket etme potansiyeline sahiptir.

Yıllarca süren çalışmalardan sonra, akrilamid omurgasındaki PBA ünitelerinin oranı gibi ince ayarların yapıldığı ekip, fizyolojik sıcaklık ve pH'da çalışan bir sistem geliştirdi ve glikoz konsantrasyonunu normal seviyelerde tutacak şekilde ayarlandı. Malzeme hayvan modellerinde iyi performans gösteriyor. Matsumoto, “Sistemimiz günlük kan şekeri dalgalanmalarını kontrol etmede mükemmel” diyor. Çok akut bir tepki veriyoruz,

10 saniyelik bir şekilde ve bu performansı bir hafta boyunca devam ettirebiliriz. İnsanlar henüz bu teknolojiye sahip değil, bu yüzden çok heyecanlıyız. ' Bir kateter ve hidrojelin harici bir rezervuarı kullanılarak, malzeme diyabetik farelerde üç hafta boyunca glikoz seviyelerini kontrol altında tuttu. Ekip, farelerin vücut ağırlığının 10 katı olan sıçanlarda benzer bir başarı gördü. En son olarak, Matsumoto, hidrojel ile kaplanmış mikroiğne lekelerinin bir hafta boyunca farelerde glikoz seviyelerini kontrol edebileceğini gösteren sonuçlar yayınladı.Difüzyon temelli bir sistem olduğundan, zorluk [daha büyük hayvanlar ve insanlar için] cihazın gücünü artırmak için ölçeklendirmektir.

Ya yüzey alanını ya da konsantrasyon gradyanını arttırmalıyız 'diyor Matsumoto. “Mikroiğne sistemini kullanarak insan ölçeği için mümkün olmalı” diye ekliyor. Ekibin bir sonraki hedefi, insanlara benzer bir vücut kütlesine sahip domuzlarda sürekli glikoz kontrolü elde etmek için mikroiğne yamalarını kullanmaktır.[3]

NIBIB tarafından finanse edilen araştırmacılar biyomateryallerle hangi teknolojileri geliştiriyor?

NIBIB , biyomalzemelerin işlevini ve biyouyumluluğunu ele almayı amaçlayan araştırmalara fon sağlar .

Fonksiyon için tasarlanmış biyomalzemeler Biyomühendisler, bir biyomateryalin işlevini, belirli bir eylemi ne kadar iyi gerçekleştirdiğine ve nasıl kullanılacağına göre ölçer. Bir yara iyileşme sistemi cilt büyümesini ve kan damarı oluşumunu

teşvik etmelidir. Kemik replasman materyali hücre bağlanmasını desteklemeli ve kemik büyümesini kolaylaştırmalıdır.

Yeni bir lifli protein sistemleri ailesi Kök hücreler uzmanlaşmış değildir, bu nedenle doğru koşullar altında herhangi bir spesifik hücreye geçiş potansiyeline sahiptirler. Biyomalzemeler kök hücre kaderini ve işlevini kontrol etmek için kullanılabilir . NIBIB tarafından finanse edilen araştırmacılar, ipliği protein biyomalzemelerinden

oluşan bir panel oluşturmak için oldukça elastik ve dinamik bir yapısal protein olan tropoelastin ile birleştirmek için çalışıyorlar. Bu malzemeler çeşitli doku yapılarının esnekliğini taklit etmeli ve sonuç olarak biyolojik fonksiyonu, özellikle kök hücrelerin farklılaşmasını kontrol etmelidir.

Akciğer sızdırmazlık maddesi olarak kullanılmak üzere bir yama Biyomalzemelerden yapılan sızdırmazlık malzemeleri ve yamalar hasarlı dokunun yenilenmesini ve iyileşmesini sağlar. NIBIB tarafından finanse edilen araştırmacılar, cerrahi, yaralanma veya pnömoni ve kistik fibroz gibi durumlardan kaynaklanan akciğer sızıntılarını tedavi etmek için kahverengi alglerden türetilen aljinatın bir dolgu macunu ve terapötik

yama olarak kullanımını araştırmaktadır. Aljinat dondurularak kurutulduktan sonra, yaraya uygulanır ve vücudun kendi suyundan rehidre edilir. Ön testler, yamanın akciğer benzeri basınçlara dayanabileceğini, akciğer sızıntılarını etkili bir şekilde tedavi edebileceğini ve akciğer dokusu rejenerasyonuna yardımcı olabileceğini gösteren umut verici testlerdir.

19

Akıllı yara örtüsü, bir dizi pH sensörü, termo-duyarlı ilaç taşıyıcıları ve bir yerleşik kontrolör ile ince ve esnektir

Kronik diyabetik ülserlerin tedavisi için akıllı yara örtüsü İyileşmeyen diyabetik ülseri olan hastalar yaşam kalitesini, enfeksiyonları, ampütasyonları ve ölümü azalttı. NIBIB araştırmacıları iyileşmeyi izlerken oksijen ve kan damarı geliştirici biyokimyasal faktörler sağlayabilen akıllı bir yara örtüsü geliştiriyor. Elektronik, yara iyileşmesi,

mikrofabrikasyon, biyomalzemeler ve ilaç dağıtımını birleştiren pansuman, sensörleri ve aktüatörleri cilde yakın temasta birleştirir. Gereksiz pansuman değiştirmelerini ve tıbbi tesislere ziyaretleri azaltırken iyileşmeyi teşvik etmesi beklenmektedir.

Lazer kaynağı ve rüptüre dokuların onarımı Kolonlarının segmentlerine tekrar katılmak için ameliyat edilen hastaların dörtte biri daha sonra yara bölgesi sızıntısı yaşar. NIBIB tarafından finanse edilen araştırmacılar, dikiş atma veya zımbalamaya alternatif olarak kolon onarımı için bir lazer kaynağı

tekniği izliyorlar. Prosedür, bir lazerle ısıtıldığında yırtılmış dokularla kaynaşabilen bir matrise gömülü nano boyutlu malzeme ve altın çubuklar olan fototermal nanokompozitler kullanır.

Yanıklar için bir hidrojel , yara iyileşmesini teşvik ettiği için çözülür.

Yanıkların tedavisi için çözünebilir pansuman Yanık hastaları, pansumanın çıkarılması sırasında akut ağrı yaşarlar. Şu anda klinik olarak onaylanmış pansumanlar yara yüzeyine yapışır, yeni oluşan dokuyu travmatize eder ve iyileşmeyi geciktirir.

NIBIB tarafından finanse edilen araştırmacılar, otomatik olarak çözülecek, enfeksiyona bariyer sağlayacak ve iyileşmeyi teşvik edecek bir hidrojel pansuman geliştiriyorlar. Hidrojel, kontrollü yan

ürünlere kontrollü bir şekilde eriyerek, mekanik debridman ve kesme gerekmeden yaranın isteğe bağlı pansumanın çıkarılmasına ve tekrar açığa çıkarılmasına izin vererek daha kolay, daha az travmatik tedavi sağlar.

20

Çinko stent çözülebilir ve korozyona karşı dayanıklıdır.

Çözülebilir çinko stentler Metal stentler kan damarlarını açık tutmak için yaygın olarak kullanılır, ancak stentler damarın yeniden daralması, kan pıhtıları ve kanama dahil uzun süreli komplikasyonlara neden olabilir.

NIBIB tarafından finanse edilen araştırmacılar,

kalıcı stentlerle ilişkili normal kronik riskleri en aza indirerek zamanla zararsız bir şekilde aşındıran, biyolojik olarak emilebilen bir çinko stent geliştirmektedir. Emilebilir çinko stentlerle erken testler umut vericidir.

Vücuda yerleştirilebilir biyomedikal cihazlar için kendi kendine yeterli güç kaynağı Biyomedikal cihaz yalnızca pili kadar dayanır.

NIBIB tarafından finanse edilen araştırmacılar, insan vücudundan implante edilebilir biyomedikal cihazlara enerji toplamak için bu sınırlamanın üstesinden gelmeyi amaçlamaktadır. Şu anda ultra ince, hafif, gerilebilir ve biyo-uyumlu membranlar

geliştirmek için yenilikçi nanoteknoloji araştırıyorlar . Membranlar, insan vücudunda üretilen mekanik enerjiyi verimli ve gizli bir şekilde elektrik enerjisine dönüştürebilir, bu da kendi kendine yeterli bir güç kaynağına neden olur.[4]

Kaynaklar [1]- https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/biomaterials [2]- https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/BM/C7BM00295E#!divAbstract [3]- https://www.chemistryworld.com/features/can-smart-biomaterials-deliver/4010726.article [4]- https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/biomaterials

Büşra Emeti Cengiz Kimya Öğretmeni (Lisans Öğrencisi) emeti544@icloud.com

21

TÜRK BİLİM İNSANLARI MAGNEZYUMUN AĞRIYI AZALTTIĞINI KANITLADI

Dokuz Eylül Üniversitesi Tıp Fakültesinde bir grup bilim insanı, deney hayvanları üzerinde yaptığı çalışmada, magnezyum sitratın bağışıklık sistemi dengesini düzenleyerek ağrıyı azalttığını belirledi.

etkilere sebep olduğu için bu çok tercih edilen bir durum değil.” diye konuştu.

Harzadın, magnezyumun sadece ağrıyı azaltmadığını, aynı zamanda bağışıklık sistemini de dengelediğine işaret etti.

Prof. Dr. Nazan Uysal Harzadın ve ekibi, kas ve enerji sistemi için gerekli olan magnezyum ile ağrı arasındaki ilişkiyi ortaya koymak amacıyla bilimsel çalışma başlattı.

Pek Çok Doktorun İşine Yarayabileceğini Düşünüyorum

Dokuz Eylül Üniversitesi (DEÜ) Tıp Fakültesinin laboratuvarında gerçekleştirilen araştırmada, ağız yoluyla “magnezyum sitrat” verilen deney hayvanlarının ağrıyı daha az hissettiği tespit edildi.

Hastaya ameliyattan 3-4 saat önce magnezyum vererek ağrıyı daha az hissetmesini ve operasyon sonrası iyileşmenin daha hızlı olmasını sağlanabileceğini dile getiren Harzadın, şöyle konuştu:

Prof. Dr. Harzadın,yaptığı açıklamada, magnezyumun insanlarda özellikle ameliyat ağrıları konusunda faydalı olacağına inandıklarını söyledi.

Ağızdan alınan magnezyum takviyesine ilişkin daha önce benzer bir araştırma bulunmadığını ileri süren Harzadın, “Ameliyat sırasında damar yoluyla verilen magnezyumun operasyon sonrası ağrıları kontrol etmesiyle ilgili birtakım veriler var. Ancak damar yoluyla verilmesiyle tansiyonu düşürme gibi yan

“Magnezyum sitrat sadece ameliyat öncesi değil aslında her türlü ağrı kontrolünde kullanılabilir. Çalışma sonunda magnezyum sitratın vücudun bağışıklık sistemini dengeleyerek ağrıyı 3’te 1 oranında düşürdüğünü tespit ettik.

Günümüzde morfin gibi ilaçların ameliyat sonrası ağrı kontrolü için kullanıldığını biliyoruz. Bunun da tansiyon düşüklüğü, bağırsak faaliyetlerinin azalması

22

gibi yan etkileri olabiliyor. Dolayısıyla magnezyum sitrat kullanımının ağrı kontrolünde pek çok doktorun işine yarayabileceğini düşünüyorum.”

Ameliyat öncesi hastaların yemek yiyemeyeceğini bu

nedenle ağrıyı azaltmak için ağızdan gıda takviyesi yoluyla magnezyum alımının mümkün olabileceğini ifade eden Harzadın, çalışma sonuçlarını uluslararası hakemli bilimsel dergilerde yayınlayarak dünyaya duyuracaklarını sözlerine ekledi.

Magnezyumun Depresyon Olasılığını Azalttığı Tespit Edilmişti Prof. Dr. Nazan Uysal Harzadın ve ekibi daha önce magnezyum malat ve magnezyum asetil taurat bileşenleri ile deney hayvanlarında çalışma yapmıştı.

Biological Trace Element Research adlı bilimsel dergide yayımlanan çalışmada, magnezyumun anksiyete düzeyini düşürdüğü, depresyon olasılığını da azalttığı belirlenmişti.

23

TÜMÖR MİKRO ORTAM STRESİNİN İLAÇ DİRENCİ GELİŞİMİNDE ETKİLİ BİYOKİMYASAL MOLEKÜLLER VE MEKANİZMALAR

Şekil 1. Tümör mikro çevresi Tümör, halk arasında ‘’ur’’ olarak da bilinen kontrolsüz hücre bölünmesi sonucu o bölgenin normale oranla şişkin olması durumudur. İyi huylu ve kötü huylu olarak ikiye ayrılır. Bu yazımızda kötü huylu tümörlerin mikro ortam stresi etkisiyle ilaca oluşturdukları direnci arttıran biyokimyasalların ne olduğunu ve bunların mekanizmalarını inceleyeceğiz. Şekil 1’de tümör mikro çevresindeki yapılar gösterilmiştir. [1] Kanser, çağımızın muzdarip olduğu en büyük sorunlardan biridir. Günümüzde neredeyse herkesin

kanser olan bir veyahut bir tanıdığı vardır. Kanser bu kadar hayatımızın parçası olmuşken kanserin artış nedenleri anlamak, çözüm yolunda atacağımız en doğru adımdır. Kanser tedavisinde sıkça karşılaşılan sorunlardan biri olan çoklu ilaç direnci tümör mikro ortamında doğal olarak oluşan stres faktörlerinden ve kemoterapötiklerden büyük ölçüde etkilenmektedir. Bu nedenle tümör mikro-ortamı, kanserin başarıyla tedavi edilmesi için öncelikle ele alınması gereken araştırma konularından olmuştur.

Kanser tedavisi için geliştirilen pek çok yönteme

24

rağmen kanser insidasında artış eğilimi görülmektedir. Bazı hastalar kemoterapiden sonra tam remisyona girerken, bazıları sadece geçici bir tepki gösterir veya tedaviye hiç yanıt vermez.

Kemoterapiye karşı oluşan bu direnç, hem yapısal hem de mekanik olarak ilgisiz çeşitli ilaçlara karşı gösterilen bir tepkidir esasında. Doğal veya edinilmiş olabilen bu direnç çoklu ilaç direnci (MDR) olarak bilinir. Yani MDR kanser hücreleri için koruyucu bir sığınaktır.

Tümör mikro ortamı, hücre dışı matris ile çevrili kanser hücrelerini ve stromal dokuyu içeren dinamik bir ağdır. Bir tümörün çevresi ile sağlıklı bir dokunun çevresi arasında birkaç önemli fark

vardır. Bunlar; tümör mikro-ortamlarında oksijen ve besin maddeleri (glikoz gibi) yetersizdir ve düşük pH gözlemlenir. Kanser hücrelerinin belirli bir kısmı bu koşullara adapte olur ve hatta bazı durumlarda bu sert koşulları yararlarına kullanır. Kanser ilacı direnci, aşağıdakiler gibi birçok mekanizma (Şekil 2) ile desteklenmektedir; (A) otofaji yoluyla artan sağkalım ve apoptozun başarısızlığı (B) değişen metabolik işleme (C) ilaç alımını baskılayan ve / veya ilacın uzaklaştırılmasını sağlayan azaltılmış ilaç dağıtımı

Şekil 2. Çoklu ilaç direncinin gelişiminde rol oynayan tümör mikro-ortamını etkileyen faktörlerin şematik gösterimi. Bu faktörlerden bazıları, ABC taşıyıcıları yoluyla gelişmiş ilaç ihracatını, hipoksik koşulları, hipoglisemi, hücre sağkalımını ve yüksek ROS seviyelerini destekleyen indüklenmiş otofajiyi içerir.

MDR'de tümör mikro ortamının otofaji ve apoptoz üzerine etkisi Tümör mikro ortamının önemli bir özelliği, hipoksi olarak bilinen oksijen eksikliğidir. Bununla birlikte, normal fizyolojik koşullar altında dokulardaki %10 olan oksijen seviyesi hipoksi sırasında % 0.5 ile 1 arasında değişir. Tümör mikro ortamındaki hipoksik durumlar, lokal kan kaynağındaki difüzyonun sınırlarını aşarak tümörün erken genişlemesinden kaynaklanabilir. Bu durum hücrelerin yetersiz miktarda damarlanmasına yol açar, bu da hücreye oksijen ve besinlerin yanı sıra sitotoksik ilaçların

tedarikinde bir azalmaya neden olur. Histolojik çalışmalar, tümörlerin genellikle yetersiz oksijen seviyelerinden kaynaklanan nekrotik veya ölü hücrelerin merkezindeki bir çekirdekte oluştuğunu göstermiştir. Bununla birlikte, hipoksi kanser hücrelerinin direncine yol açan en etkili koşullardan biridir. Terapi direncine etki eden doğal sorunlar ise kısmen uyarılmış otofaji ve apoptazdır.

Otofaji, hücresel homeostazın korunması, kalite

25

kontrolü, hücre içi ve hücre dışı strese karşı savunma ve hücrenin enerji durumunu korunması açısından oldukça önemli olan bir geri dönüşüm sürecidir. Bu işlem, endositoz ve otofaji tarafından sekestrasyona tabi tutulan hücre içi bileşenlerin içselleştirilmesini sağlayan primer katabolik bölmeleri olan lizozomları içerir. Lizozomların bütünlüğü, hücrenin hayatta kalması için çok önemlidir.

Araştırılan kanser hücrelerindeki lizozomlar; hacimleri, sayıları, hücresel dağılımları ve enzim aktiviteleri bakımından normal hücrelere göre önemli ölçüde farklılık göstermektedirler. Bu değişiklikler tümörijenik potansiyelin artması ve metastaz ile ilişkilendirilmiştir.

Tümör mikro ortamının metabolik işlemlere ve MDR'ye etkisi Normal fizyoloji sırasında çoğu normal hücrenin yüksek oksijen talebi vardır. “Pasteur etkisi” olarak adlandırılan bir fenomen, mitokondride CO2'den glikozun türevi piruvatı metabolize eder. Hipoksik tümör mikro-ortamında bulunan oksijen kaynakları yetersiz olduğunda, hücreler mitokondriyal oksidatif fosforilasyondan glikolitik metabolizmaya geçer. Bu, “Warburg etkisi” olarak bilinir. Sonrasında oksijen miktarında artış bile olsa kanser hücreleri glikozu, glikoliz yoluyla metabolize etmeyi tercih eder. Ayrıca, glikoliz nedeniyle yükselen ATP seviyeleri, ilaç akışına katkıda bulunan ve kemorezistansı destekleyen ATP bağlayıcı kaset taşıyıcılarını (ABC) doğrudan etkiler.

Glikoz (hipoglisemi) ve diğer besin maddelerinin

yoksunluğu, laktik asit gibi atık ürünlerin birikmesi nedeniyle asidik bir glikolitik tümör mikro ortamını teşvik eder. Özellikle, tümörlerde hipoglisemi, yükseltilmiş oksidan üretimi ile anti-oksidan savunmaları arasında bir dengesizlik yaratır, bu da yükseltilmiş ROS seviyeleriyle sonuçlanır.

Ortaya çıkan oksidatif stres, katalaz, süperoksit dismutaz vb. anti-apoptotik ve antioksidan moleküllerinin ekspresyonunu arttırarak hücrenin hayatta kalmasını ve ilaç direncini destekleyen sinyal transdüksiyon yollarını aktive etmiştir. Şekil 3’ de tümör mikro çevresel stres faktörlerinin ATP taşıyıcılı lizozomal ilaç yakalama yoluyla hücre içi direnci arttırdığı görülmektedir. [2]

Şekil 3. Tümör mikro çevresel stres faktörleri, ATP taşıyıcılı lizozomal ilaç yakalama yoluyla hücre içi direnci arttırır. (A) Kemoterapötik substratlar (yani DOX), ABC taşıyıcıları, P-glikoprotein (Pgp) veya MRP1 yoluyla hücrelerden dışarı akabilir. İlginç bir şekilde, substratlar plazma zarından Pgp'nin endositozu üzerine endozomlara ve lizozomlara da taşınabilir. DOX'un aktif ABC taşıyıcı aracılı DOX'un lizozom içine pompalanmasıyla, DOX ana hedefi olan çekirdekten (lizozomal "güvenli depo" etkisi) ayrılır. (B) Pgp ekspresyonu ve lizozomal Pg-aracılı yakalama, tümör mikro-ortam stres koşullarına (yani serum açlığı, düşük glikoz seviyeleri, ROS ve hipoksi) yanıt olarak daha da artar. Stres sırasında sıvı faz endositozu artar ve endozomal kompartımanlara daha fazla ABC taşıyıcısı içselleştirilir. Genel olarak, terapötik bir bakış açısından tümör mikro-ortam stresi, artan ABC taşıyıcı ekspresyonu ve kemoterapötik ilaçların Pgp aracılığıyla lizozomal ilaç yakalaması (yani lizozomal "güvenli ev" etkisi) ile ilaç duyarlılığını (yani DOX'a karşı artan ilaç direnci) azaltır.

26

Tümör mikro çevre stresinin ilaç iletiminin azaltmasına, alımı baskılamasına veya ilacın uzaklaştırılmasına etkisi Bazı tümörler tedaviye doğal bir direnç geliştirirken bazıları, yüksek derecede kemoterapötik bileşiğe karşı sonradan direnç geliştirir. MDR, birçok farklı hidrofilik anti-kanser ilacına karşı dirence neden olur, bu sebeple ilaç etkinliğini olumsuz yönde etkileyen taşıyıcı ve taşıyıcıların hücre yüzeyi üzerindeki lokalizasyonunda ve ekspresyonunda genel bir kusur oluşabilir. İlaç hedeflerindeki değişiklikler, ilgili hedef geni veya proteini aşırı eksprese eden mutasyonlar, ilaç aktivasyonunu etkileyen sinyal transdüksiyon prosesindeki değişiklikler ve ilacın inaktive edilmesinde yer alan enzim seviyelerindeki değişiklikler MDR'yi de etkileyebilir. MDR, kanser hücrelerinde öncelikle ATP bağlayıcı kaset (ABC) taşıyıcılarının aşırı ekspresyonu sebebiyle kemoterapötik ilaçlara karşı ortaya çıkabilir. [2] Anormal bir dizilimi ve bileşim olan katı tümörler, anti-tümör ilaçlarının alımını ve dağılımını sınırlayabilir. Bu, hipoksiyi tamamen hafifletmez ve tümör mikro-ortamına alınan kan damarlarının düzensiz yapısından kaynaklanır. Bir tümör içindeki oksijen seviyeleri hem uzaysal hem de zamansal olarak değişir ve sonuçta ortaya çıkan dalgalı oksijen seviyeleri, glikolizi yapısal olarak regüle eden tümörleri seçer. Vinblastin, paklitaksel ve DOX gibi birçok hidrofobik ilaç, pasif difüzyon yoluyla

hücrelere girebilir. Bununla birlikte, cisplatin, nükleosid analogları ve antifolatlar gibi hidrofilik ilaçlar, membran taşıyıcıları, hidrofilik kanallar veya taşıyıcıların yardımı olmadan plazma zarını geçemezler.

Bu yazımızda, MDR’nin standart kanser tedavilerini sınırlayan önemli bir zorluk olduğunu, başarılı kanser tedavisi için MDR ve kanser hücresi sağkalımını arttırmaya yönelik moleküler mekanizmaları ve çeşitli yolları anlamanın çok önemli olduğunu, tümör mikro ortamında doğal olarak oluşan stres faktörlerinin yanı sıra kemoterapötiklerin, kanserde MDR gelişiminde nasıl büyük bir etkiye sahip olduğunu öğrenmiş olduk. İmmünoterapi ve kişiselleştirilmiş ilaçlar, stres faktörleri için biyobelirteçlerin geliştirilmesinde ve tümör mikro ortamının bir ilaç hedefi olarak kullanılmasıyla etkili terapötiklerin geliştirilebilir ve gelecekteki araştırmalar için umut verici yollar sunabilir. Bu nedenle, tümör mikro çevresi, kanserin başarılı bir şekilde tedavi edilmesinden önce dikkatle ele alınması gereken yeni bir alan olarak ortaya çıkmaktadır. Daha sağlıklı, daha umutlu yarınlara ulaşmak dileğiyle… Bilimle kalın, bizimle kalın…

Kaynaklar [1] https://www.drozdogan.com/tumor-mikrocevresi-nedir-kanser-tedavisi-icin-neden-cok-onemlidir/ (Şekil 1) [2] LinaAl-Akra,Dong-HunBae,LionelY.W.Leck,DesR.Richardson,PatricJ.Jansson, The biochemical and molecular mechanisms involved in the role of tumor micro-environment stress in development of drug resistance, Department of Pathology and Bosch Institute, Medical Foundation Building (K25),University of Sydney,New South Wales 2006,Australia.

Rabiye Baştürk Kimya Mühendisi (Lisans Öğrencisi) odtulurabiya@hotmail.com

27

GERÇEK SAÇA EN YAKIN SENTETİK SAÇ GELİŞTİRME ÇALIŞMALARI SÜRÜYOR

Pamukkale Üniversitesinde Fen-Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü Dr. Öğr. Üyesi Ramazan Donat: – “Ülkemizdeki peruk olarak kullanılan saçların yüzde 90’ı dışarıdan ithal ediliyor. Bu saç geri dönüşüm girişimimizle ülkemizin peruk saçta dışa bağımlılığını giderip ülke ekonomimize de büyük katkıda bulunacağımızı düşünmekteyiz” Pamukkale Üniversitesinde (PAÜ) gerçek saça en yakın saç üretmek için bir araya gelen ekip, çalışmalarında sona yaklaştı.

PAÜ Fen-Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü Dr. Öğr. Üyesi Ramazan Donat, yaptığı açıklamada, saç tasarımı uzmanı ve peruk işiyle uğraşan Anıl Gökçay’ın sektörde yaşadığı sıkıntılardan yola çıkarak gerçek saça en yakın saç üretme fikrini kendisiyle paylaştığını ve çalışmalara başladıklarını söyledi.

Donat, Anıl Gökçay’ın yanı sıra Gıda Mühendisi Pınar Koralay, Elektrik Teknikeri Ramazan Akköse ve Kimya Mühendisliği Öğrencisi Elif Ünal ile proje ekibi oluşturduklarını ve iki yıl sonunda “gerçek saç ile kaplanmış sentetik saçın” ilk prototipini üretmeyi başardıklarını dile getirdi. İki yıldır gece gündüz çalıştıklarını vurgulayan Donat,

“İlk başlarda bir çok saç üretimi yaptık ancak hiçbiri testlerden geçemedi. Uzun süren testlerin ardından tıpkı doğal insan saçı gibi 240 derecede ısı ile şekil alabilen, boyanabilen, alerjik reaksiyon göstermeyen ve yakıcı olmayan, doğala yakın bir ürün elde ettik.

UV ışınlarına dayanım, mukavemet, ışığı absorbe ve yansıtma özelliği, yanmaya karşı direnç, alerji testleri gibi çalışmalarımız halen sürüyor. Ülkemizde peruk olarak kullanılan saçların yüzde 90’ı dışarıdan ithal ediliyor. Bu saç geri dönüşüm girişimimizle ülkemizin peruk saçta dışa bağımlılığını giderip ülke ekonomimize de büyük katkıda bulunacağımızı düşünmekteyiz.” şeklinde konuştu.

Proje ekibinden Gıda Mühendisi ve Gıda Güvenliği Uzmanı Pınar Koralay, ürünün yurt dışına da satılabileceğini söyledi.

Projenin fikir sahibi Gökçay da 10 yıl önce peruk üzerinde çalışma yaparken saçı eritip sıvı hale getirdiğini anlatarak, “Sıvı haline getirip bunun tekrar eski haline nasıl getirilebileceğini düşündüm.

Sonra ekibimizle hayal ettiğim saçı üretmenin mutluluğunu yaşadım.” dedi.

28

REKLAM İÇİN REKLAM VERMEK İÇİN DOĞRU YERDESİNİZ reklam@inovatifkimyadergisi.com

Kimya öğrencileri, dört farklı flüoresan boyaların bu parlayan görüntüsü üzerinde çalıştılar.Her bir boya maddesinin birkaç damlasını musluk suyu ile karıştırdılar ve 365 nm ve 370 nm'de morötesi ışık altında tuttular. Bu boyalar gıda renkleri, biyolojik lekeler ve pigmentlerde ticari olarak kullanılır.