Doku Mühendisliği ve 3 Boyutlu Biyoyazıcı Teknolojisi

Axolotl kurucu ortağı  Onur Samet Yıldırm ile doku mühendisliği ve 3 boyutlu biyoyazıcı teknolojileri hakkındaki röportajımız

3 boyutlu bioyazıcılar konusuna geçmeden önce, kendinizden ve bu işe nasıl başladığınızdan  bahseder misiniz?

Yıldız Teknik Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği mezunuyum. 2014 yılından itibaren 3 boyutlu yazıcılar üzerine çalışmaya başladım. Akabinde bazı biyomedikal üzerine projeler yürüterek adım adım rejeneratif tıp çalışmalarına kaydım ve 2017’den bu yana da üç boyutlu bioyazıcılar, bio basım sistemleri ve doku mühendisliği üzerine çalışmalar yürütüyorum.

3 Boyutlu yazıcıları biliyoruz fakat bu üç boyutlu bioyazıcı nedir? Teknolojilerinden bahseder misiniz?

Üç boyutlu yazıcının diğer adı katman eklemi ve imalat metodu. Yani herhangi bir materyalin belli bir kalınlıkta üst üste koyarak 3 boyutlu bir model oluşturmanızı sağlıyor bu metot. Üç boyutlu bioyazıcılar da, bir viskoziteye sahip bir sıvı materyali, üç boyutlu şekilde modellemenizi sağlıyor. Yani bioyazıcıların temel olayı, vücudumuzda bulunan materyallerin üç boyutlu bir model haline getirmeleri. Örnek vermem gerekirse, derimizde ya da korneamızda kollajen bulunuyor,  bu kollajen kendi başına bulunduğunda, çok sıvı formda bir madde. Bizim amacımız bu kollajeni belli bir forma getiren bir formda tutabilmek. Bunun için biz bu kollejeni 5°’ye kadar soğutuyoruz, bir foto başlatıcı ekleyip ultraviyole ışığı ile birlikte bunu külleyip o formu korumaya sağlıyoruz. Ek olarak bu bio materyallere siz hücre yükleyebiliyorsunuz ve hücre yüklü olan materyalleri şekil veriyorsunuz. Böylelikle üç boyutlu bir hücre topluluğu oluşturuyorsunuz. Temel olarak mantığı bu şekilde. Vücudumuzun her bir parçası farklı bir işlevde ve farklı bir materyal tabanından oluşuyor. Ondan dolayı her uygulamaya göre başka materyaller başka protokoller geliştirmeniz gerekiyor diyebilirim. Bir başka örnek olarak şunu söyleyebilirim: Bir kemik doku iskelesi çalışmak istiyorsunuz bunun için bir çok farklı seçeneğiniz var, en sıklıkla kullanılan bio bozulur polimerler var. Bunlardan en temeli polikaprolakton. FDA onaylı polimerler bunlar. Siz bunlarla reconstructive surgery olabilir, nörodejenerasyon uygulamalarında çözümler getirebiliyorsunuz. Örneğin, ağız çene cerrahisi için neşter yapıyorsunuz veya kafatası plakları üretebiliyorsunuz, sinerejenerasyon için akson tüpleri basabiliyorsunuz, yada vasküler  greftler basabiliyosunuz. Bunların hepsini aslında bio basım sistemleriyle yapabiliyorsunuz. Farklı uygulamalar için farklı bir çözümler farklı protokollar var. İlk olarak hedef uygulamanızı belirlemeniz gerekiyor ki bizlerde size o konuda yardımcı olabilirim.

Kendi ürettiğiniz 3 boyutlu bio yazıcılar hakkında neler söylersiniz özellikleri neler?

Bizim yazıcılarımızın en temel özelliği farklı bio materyallere göre size modüller çözümler sunabilmek. Kornea çalışacaksınız sizi soğutucu sistemlere ihtiyacınız var. Ama diyelim ki beta trikalsiyum fosfat ile bir kemik grafikti üreteceksin, bu sefer sizin çok yüksek basınca ihtiyacınız var. Bizim sistemlerimiz bu farklı uygulamalara göre geniş bir specturumda size çözüm aralığı sunuyor. Çünkü bizim temel amacımız aslında klinik çalışmalardan ziyade, araştırma projelerinde bir çözüm üretebilmek. Akademisyenlerin de özgün çalışmalar yürütebilmesi için biz onlara geniş bir aralık sunmaya gayret ediyoruz.

Biraz da bu ürünün faydaları hakkında bilgi almak isteriz?

Aslında bu teknoloji daha başlangıç aşamasında olarak tanımlanabilecek bir teknoloji. Tabii ki hayvan deneyleri yapılıyor sürekli olarak. Preklinikte kullanılıyor bu ürünün çıktıları. Ancak bu ürün yeni bir teknoloji olduğu için, yeni bir regülasyonu yok bu ürünün çıktılarının. Ürünün her bir çıktısı farklı bir tıbbi cihaz olarak nitelendiriliyor. Aslında ürünün yegane amacı kişiselleştirilmiş çözüm sunmak, kişileştirilmiş bir implant üretmenizi sağlamak. Ama ürünün her bir çıktısı başka bir belgelendirmeye ihtiyaç duyuyor. Çünkü implantlarımız hep sabittir, standart olması gerekir. Her bir cihazın çıktısı ayrı bir tıbbi cihaz olarak nitelendirildiği için orada bir regülasyon boşluğu var şu anda. Bu nedenle preklinik aşamada kullanılıyor ya da araştırma amaçlı kliniğe aktarılıyorsa aktarılıyor. Bizim partnerlerimiz arasında bir klinik çalışma yürüten yok. Ama birçok hayvan deneyi yapan kullanıcılarımız mevcut. İlerideki projeksiyon şöyle ki, en azından bio bozunur şekilde bir çok implantı üretebilmemiz mümkün olabilecek. Burada spinal cord olabilecek ya da sinir uzaması sağlanabilecek, vasküler graftler yapılabilecek; yani birçok yeni kullanmanın önü açılacak bu sistemlerle birlikte. Kendi hücrelerimizle, kendi kendimizi rejenere ettiğimiz bir dünyanın kapılarını açabilecek bir teknoloji olarak nitelendirebiliriz

Son olarak ürettiğiniz 3 boyutlu bioyazıcıların dünyada benzer örnekleri var mı? Bu ürünün geleceği ile ilgili neler söylersiniz?

Benzerleri hem birleşik devletlerde hem de İskandinavya’da mevcut. Bizim en büyük farkımız bilimsel çalışmalar sınırda neredeyse biz orada olmaya çalışıyoruz.  Yani frontera da cihazı sürekli güncellemeye ve bilimde öncülük edilmesine hizmet etmeye gayret ediyoruz. Şirketimizin aslında yegane amacı rejeneretif tıp’ta, doku mühendisliği ürünleri üzerinde çalışabilecek terapötik  firmalarına biz servis sağlayıcı olma gayreti içerisindeyiz. Dediğim gibi yeni bir teknoloji ama regülasyon haliyle yeni olduğu için bulunmamakta ve bizde geleceğe hazırlık yapıyoruz sürekli olarak. Şu anda 50’ye yakın üniversiteyle birlikte çalışıyoruz, yani 50’ye yakın üniversitenin araştırma laboratuvarlarında bizim sistemlerimiz bulunmakta ve bizim cihazlarımızla bu çalışmaları yürütmekteler. Bu üniversiteler, Kuzey Amerika, Avrupa ve Orta Doğu olarak bölgelendirebiliyoruz şuanda. Aslında bir çok fronteradaki üniversiteyle çalışıyoruz, ondan dolayı tam anlamıyla teknolojinin bulunduğu yere göre çözüm üretebiliyoruz. Öngörüm önümüzdeki herhalde beş yıl içerisinde klinikte karşılığını görebileceğimiz şeklindedir. Ama burada hücre yüklü sistemlerden bahsetmiyorum, bio bozunur polimerlerle yapılacak sistemlerden bahsediyorum. Çünkü hücre yüklü sistemler için herhalde daha çok vaktimiz vardır diye düşünüyorum.

Axolotl Biosystems
HQ: ITU ARI Teknokent, ARI-3, Maslak, Istanbul/Turkey
R&D Center: YTU Technopark, Complex D2, Esenler, Istanbul/Turkey
https://www.axolotlbio.com/