Yapay zeka ile biyobaskı ve organ üretimi
© Sputnik
Abone ol
Yapay zekâ, biyomalzeme ve doku mühendisliğinde tasarım süreçlerini hızlandırırken üç boyutlu biyobaskı teknolojileri de önemli ilerlemeler kaydediyor. Prof. Dr. Gamze Torun Köse, damarsız dokuların üretiminde teknolojinin artık teori olmadığını, ancak kalp, böbrek ve karaciğer gibi organların üretiminde önemli zorlukların sürdüğünü söyledi.
Serhat Ayan’la Yeni Şeyler Rehberi programına konuk olan Yeditepe Üniversitesi Genetik ve Biyomühendislik Bölümü Başkan Yardımcısı Prof. Dr. Gamze Torun Köse, yapay zekâ destekli doku mühendisliği çalışmalarını ve üç boyutlu biyobaskı teknolojilerindeki gelişmeleri değerlendirdi.
“Yapay zekâ, biyomalzeme ve doku mühendisliğine büyük katkılar sağlıyor”
Yapay zekânın biyomalzemelerin geliştirilmesinde ve doku mühendisliği çalışmalarında önemli bir rol üstlendiğini belirten Köse, makine öğrenmesi ve optimizasyon algoritmaları sayesinde biyomalzemelerin özelliklerinin önceden tahmin edilebildiğini söyledi:
“Burada aslında yapay zekâ bizim alanımızda, biyomalzeme ve doku mühendisliğinde bayağı büyük katkılar sağlıyor. Yani burada da yapay zekânın en büyük katkısı, makine öğrenmesi ve optimizasyon algoritmalarıyla biyomalzemenin biyolojik özelliklerinin, basılabilirlik pencerelerinin ve hücre canlılığının önceden tahmin edilebilmesinde görülüyor. Bu sayede de aylar süren deneme-yanılma süreçlerine gerek kalmıyor.”
Köse, biyomalzemelerin mekanik dayanımı ile biyolojik uyumu arasındaki ideal dengenin de sayısal modeller aracılığıyla deneysel aşamaya geçilmeden belirlenebildiğini ifade etti.
“Yıllar süren hidrojel tasarımı 16 günde tamamlandı”
Yapay zekânın biyomalzeme tasarım süreçlerini önemli ölçüde hızlandırdığına ilişkin araştırmalardan örnek veren Köse, bazı çalışmaların klasik yöntemlerle yıllar sürebilen tasarım süreçlerini günlere indirebildiğini belirtti.
Köse şöyle konuştu:
“Mesela literatürden örnek vereyim size: Besleyici etkileşimi anlayan bir yapay zekâ platformunun, klasik yöntemlerle yıllar süren bir metrik hidrojel tasarımını 16 günde tamamladığı da gösterildi. Bu gerçekten bizler için de çok büyük bir gelişmeydi.”
Köse, kendi çalışmalarında da yapay zekânın hücre davranışlarını etkileyen tasarım parametrelerini belirleyebildiğini ifade etti.
“Biyobaskılı dokuların olgunlaşmasını yapay zekâyla ölçebiliyoruz”
Yapay zekânın görüntü ve hücre verilerinin analizinde de önemli katkılar sağladığını belirten Köse, biyobaskılı dokuların gelişiminin artık nicel yöntemlerle değerlendirilebildiğini söyledi.
Köse, şu ifadeleri kullandı:
“Yine bizim çalışmalarımızda da yapay zekâ, elektro eğrilmiş kafeslerin ve iskele yapıların gözenek geometrisinden iplik çapına kadar hangi tasarım parametresinin hücrenin davranışını en çok etkilediğini ayırt edebiliyor.
Bir başka katkısı da yine yapay zekânın görüntü ve hücre verilerinin analizinde daha çok gözlemleniyor. Biyobaskılı dokunun olgunlaşıp olgunlaşmadığını artık gözle değil, yapay zekâ destekli nicel yöntemlerle ölçebiliyoruz.”
Köse, bilim kurgu filmlerinde görülen teknolojilerin giderek gerçeğe dönüştüğünü belirterek doku üretimindeki gelişmelere dikkat çekti.
“Doku üretimi artık yapılabiliyor, organ üretiminde ise yolun çok başındayız”
Üç boyutlu biyobaskı teknolojileriyle doku üretiminde önemli aşamalar kaydedildiğini belirten Köse, kornea, kulak implantı ve trakea gibi örnekler üzerinden gelişmeleri anlattı:
“Şimdi doku üretimi artık yapılabiliyor. Organ üretimi ise hedefimiz ama yolun çok başındayız. Şöyle somut bir örnek vereyim: Ekim 2025’te İsrail’de, kırsal biyoteknoloji şirketinin tamamen canlı insan hücrelerinden üç boyutlu biyobaskıyla ürettiği kornea implantı, görme engelli bir hastaya nakledildi ve dünyada bir ilk oldu. Bu heyecan verici bir gelişmeydi.”
Köse, hastanın kendi kıkırdak hücrelerinden üretilen kulak implantlarına ilişkin çalışmalara da değinerek, Amerikan 3D biyo-terapötik firmasının geliştirdiği implantın 2021’den bu yana klinik denemelerde bulunduğunu ifade etti.
2023’te Güney Kore’de gerçekleştirilen biyobaskılı trakea nakline de dikkat çeken Köse, bu örneklerin doku mühendisliğinde gelinen noktayı gösterdiğini söyledi.
“Kalp, böbrek ve karaciğer gibi organlar bambaşka bir problem”
Biyobaskı teknolojilerinin damarsız veya az damarlı dokuların üretiminde önemli ilerlemeler sağladığını belirten Köse, damarlanmış ve karmaşık yapıya sahip organların üretiminin ise çok daha büyük zorluklar barındırdığını vurguladı.
Köse, değerlendirmesini şu sözlerle tamamladı:
“Tüm bu örneklerde gördüğünüz gibi, aslında basit yapıdaki, damarsız veya az damarlı dokular için bu teknoloji artık teori değil. Ancak kalp, böbrek, karaciğer gibi damarlanmış katı organlar bambaşka bir problem teşkil ediyor maalesef.”
