Sağlık teknolojileri, insanlık tarihi boyunca en hızlı ve en radikal dönüşüm geçiren disiplinlerin başında gelir. Geçmişte sadece mekanik cihazlar, cerrahi aletler ve temel farmasötik ürünler etrafında şekillenen medikal inovasyon, günümüzde malzeme bilimi, nanoteknoloji ve biyolojinin moleküler düzeydeki evliliğiyle yepyeni bir boyuta taşınmıştır. Bu yeni dönemin en parlak yıldızlarından biri de şüphesiz vücut hücreleriyle doğrudan "konuşabilen" akıllı malzemelerdir.

Gündelik hayatımızda "cam" kelimesini duyduğumuzda aklımıza ilk gelen şeyler genellikle pencereler, bardaklar veya dekoratif eşyalardır. Camı kırılgan, keskin, dış etkilere karşı kimyasal olarak tepkisiz (inert) ve doğada binlerce yıl bozulmadan kalabilen bir malzeme olarak tanırız. Peki, tıp ve malzeme biliminin kesiştiği noktada, insan vücudunun içine yerleştirildiğinde zamanla adeta bir buz küpü gibi eriyen, erirken de hasarlı dokuları iyileştiren "biyobozunur (biodegradable) camlar" olduğunu söylesek?

Biyomedikal mühendisliği; mühendisliğin analitik ve problem çözücü yaklaşımını, tıp ve biyoloji bilimleriyle harmanlayarak insan sağlığını iyileştirmeyi amaçlayan büyüleyici bir disiplindir. Eğer bu alanı seçmeyi düşünüyorsanız, kariyeriniz boyunca yapay organlar, tıbbi cihazlar ve doku mühendisliği gibi konularla iç içe olacaksınız demektir. Bu yolculukta karşılaşacağınız en heyecan verici konulardan biri ise şüphesiz "Biyomateryaller" bilimidir.

İnsan vücudu, kendini onarma ve yenileme konusunda adeta bir mucize gibidir. Kesilen derimiz iyileşir, kırılan kemiklerimiz kaynar ve hücrelerimiz sürekli olarak kendini yeniler. Ancak vücudumuzun en sert ve en dayanıklı dokusu olan diş minesi için bu kural geçerli değildir. Diş minesi, bir kez hasar gördüğünde veya aşındığında biyolojik olarak kendi kendini yenileyemez; çünkü mineyi oluşturan hücreler (ameloblastlar), dişin sürmesiyle birlikte yok olurlar. Bu durum, yüzyıllar boyunca diş hekimliğinin en büyük çıkmazlarından biri olmuştur. Ta ki malzeme bilimi ve biyomühendisliğin kesişim noktasında devrim niteliğinde bir teknoloji doğana kadar: Biyoaktif Camlar.

İnsanlık tarihi boyunca savaşlar, kazalar veya hastalıklar nedeniyle uzuvlarını kaybeden bireyler için çözümler üretilmeye çalışılmıştır. Antik Mısır'daki tahta ayak parmaklarından korsan hikayelerindeki kancalara, estetik ama hareketsiz plastik uzuvlardan günümüzün robotik ve biyonik protezlerine kadar çok uzun bir yol katettik. Bugünün modern protezleri, üzerlerindeki sensörler sayesinde kullanıcının kas hareketlerini algılayıp parmakları oynatabiliyor.

Okulda fen bilgisi derslerinde hücreleri, organları ve vücudumuzun bir makine gibi nasıl kusursuz çalıştığını öğreniriz. Genellikle minerallerden bahsedildiğinde de aklımıza hemen ıspanaktaki demir, sütteki kalsiyum ya da muzdaki potasyum gelir. Bu minerallerin güçlü kemikler ve sağlıklı bir yaşam için şart olduğunu biliriz. Peki, laboratuvarda bilim insanları tarafından üretilen yapay bir camın, vücudumuzdaki bu doğal minerallerle iş birliği yaparak kırık kemikleri iyileştirebileceğini hiç duymuş muydunuz?

Mutfakta yemek yaparken parmağımızı kestiğimizde veya düşüp dizimizi yaraladığımızda ilk yaptığımız şey ecza dolabına koşup bir yara bandı aramaktır. Binlerce yıldır yaraları tedavi etme yöntemimiz özünde hiç değişmedi: O bölgeyi temiz tutmak, dış dünyadan izole etmek ve vücudun kendi kendini tamir etmesini beklemek. Ancak tıp ve malzeme bilimi dünyası, bu pasif bekleyiş sürecini tamamen değiştirecek, bilim kurgu filmlerinden fırlamış gibi duran bir teknolojiyi hayata geçirdi.

Tıp tarihi boyunca kırılan kemikleri sabitlemek ve yaraları dış dünyadan korumak için benzer yöntemler kullandık. Antik Mısır’da keten bezleri ve reçine kullanılırken, modern tıpta yerini alçı panellere ve steril gazlı bezlere bıraktı. Ancak geleneksel alçılar ve sargı bezleri, yarayı veya kırığı sadece dış etkenlerden koruyan "pasif" bariyerlerdir. İçeride ne olup bittiğini görmemizi engeller, kaşıntıya yol açar ve bazen enfeksiyonları gizleyerek süreci daha da zorlaştırır.

İnsan vücudu, mükemmel bir mühendislikle çalışan canlı bir makinedir. Ancak bazen hastalıklar, kazalar ya da yaşlanma nedeniyle bu makinenin parçaları aşınır, kırılır veya işlevini yitirir. İşte tam bu noktada modern tıp ve mühendisliğin ortak mucizesi olan biyomateryaller devreye girer. Kalbimizin ritmini düzenleyen pillerden, kırılan kemikleri bir arada tutan titanyum vidalara, hatta laboratuvarda yapay deri üreten iskelelere kadar hayatımızın içinde olan bu malzemeler, sağlık sektöründe devrim yaratıyor.

Cam denildiğinde aklımıza ilk olarak pencereler, mutfaktaki bardaklar veya telefonlarımızın ekranları gelir. Yüzyıllardır hayatımızın merkezinde olan bu malzeme, insanlık tarihinin en büyük keşiflerinden biridir. Ancak bilim laboratuvarlarında öyle bir cam türü geliştirildi ki, o sadece arkasındaki dünyayı göstermekle kalmıyor; insan vücudunun içine girdiğinde kemiklerle birleşiyor, dokuları iyileştiriyor ve adeta canlanıyor.