Doç.Dr.Bahattin Koç : 3 Boyutlu Yazıcılarda Organ Basmak Konusunda Yöntem Geliştiriyoruz – 1

3 ay kadar önce Sabancı Üniversite’sinden yapılan bir duyuru çok heyecan vericiydi[1]. Dünyada henüz çok yeni olan 3 boyutlu yazıcılarla organ basımı konusunda ülkemizin değerli bir akademisyeninin[2] yaptığı çalışmaları haber veren bu duyurudan sonra, turk-internet.com ekibi olarak, hocamızla daha detaylı bir görüşme yapmak istedik. Sağolsun kendisi de bize zaman ayırdı. Bu çok önemli çalışma hakkındaki sorularımıza Doç.Dr.Bahattin Koç bakın ne cevaplar verdi.

Turk-internet.com : 3D (3 boyutlu) basım konusunda ne gibi çalışmalar yapıyorsunuz?

Doç.Dr.Bahattin Koç : Ben 17 sene önce başladım. Doktoramı Amerika’da North Carolina Üniversitesi’nde yaparken, bu konuyla ilgilenmeye başladım. O zamanlar bu uygulama daha yeni yeni başlamıştı. Ben çalışmaya başladığım zaman bu kadar popüler değildi tabii. Üzerinde oldukça çalıştım, makaleler yazdım, araştırmalar yaptım. Doktorayı bitirdikten sonra Amerikan Eyalet Üniversitesi’nde hoca olarak başladım ve orada bu konuda üzerindeki çalışmalarımı devam ettirdim. İlk başlarda 3 boyutlu yazıcılar ile ilgili çalışmalar yapıyorduk.

Turk-internet.com : Hocam, “3 Boyutlu yazıcılar” derken, siz onun neresindesiniz?

Doç.Dr.Bahattin Koç : Bizim yaptığımız çalışmalar daha çok bunun nasıl basılacağı (noktasında) yöntem geliştirmek.

Turk-internet.com : Peki modellemeyi nasıl yapıyorsunuz?

Doç.Dr.Bahattin Koç : Normal 3 boyutlu yazıcılarda önce tasarlama yapmak gerekiyor. Bunların CAD modeli dediğimiz bilgisayar destekli tasarım modelinin alınması lazım. Asıl bundan sonraki işler önemli. Çünkü biyo- yazıcı da normal yazıcı gibidir. Ben yazıcıdan normal, çok basit, çizgi şeklinde bir şey de çıkartabilirim veya Monet’in sanat eserini de çıkartabilirim. O yüzden ne gönderdiğiniz ve nasıl bastığınız önemli. Bizim çalışmamız işte daha çok o kısımda. Nasıl komutlar göndereceğiz? Nasıl basacağız? Bunların optimize edilmesi, en iyi basılma yönteminin bulunması, basım yollarının en iyi şekilde hesaplanması üzerinde çalıştık.

Aynı zamanda tabii bunları basabilecek yazıcıların da olması gerekiyor. Benim aslında doktora çalışmam, biyo- yazıcılar ile, 3 boyutlu printer ile “(meshining)” dediğimiz traşlı imalatı birleştiren bir proses geliştirmekti. Şu anda yeni bir makine çıkıyor böyle. Örneğin metal basıyoruz diyelim. Aynı zamanda hem basıyor, hem de kesici kafasıyla kesiyor.

Turk-internet.com : Yani, bir bütün olarak üreten, öyle mi?

Doç.Dr.Bahattin Koç : Tabii. Normal bir metal basarken, aynı zamanda da, traşlı imalat için frezeleme dediğimiz 5 eksenli bir kesici kafası var, onunla da kesiyor. Kompleks bir parçayı da yapabilecek şeyler üzerinde çalıştım. Şu anda üretimde gördüğüm bir şey. Dediğim gibi, daha çok bu işlerin planlaması, yolların optimize edilmesi, nerede, nasıl basılacak, hangi tür basılacak? Mesela, kat kat basıyoruz bunların hepsini ama bazen farklı yöntemler denememiz gerekiyor. Onların hepsinin çok iyi bir şekilde optimize edilmesi, planlanması ve buna uygun bir yöntemin, prosesin geliştirilmesi ile ilgili çalışıyorum. Çalışmamız çoğunlukla onun üzerine.

Turk-internet.com : Peki niye organ? Biliyorsunuz, bir tartışma var, silah konusunda. Siz neden organa yöneldiniz?

Doç.Dr.Bahattin Koç : Başlarda dediğim gibi ben daha çok bu biyo-yazıcılar üzerinde çalışıyordum. Daha sonra bunun şey uygulamalarına baktık yani, en büyük avantajı bu tür sistemlerin çok kompleks yapıları yapabiliyoruz. Normal üretim tekniklerini kullanırsak, çok basit şekiller yapabiliyoruz ama biraz daha karışıklaştığı zaman işler zorlaşıyor ve yapamayabiliyoruz.

İnsana bakınca, insandaki dokular organlar, kemik dokusuna bakarsak, hiçbir şey dümdüzgün kara, üçgen ya da yuvarlak bir şekilde değil. Yani bir tanımı yok. Biz bunları “ free forms (surface)” dediğimiz tanımsız yüzeyler olarak tanımlıyoruz.

Turk-internet.com : Gaudi’nin mimarisi de öyledir ya, “ doğada hiçbir şey düz değil” der!

Doç.Dr.Bahattin Koç : Evet, doğada (hiçbir şey) düz değildir. İnsandaki dokular, organların şekilleri çok karışık; öyle dümdüz şeyler değil. Bu yüzden en uygun yöntemin bu olacağını düşündüm. Öyle de başladık zaten çalışmalara. 9 sene falan (sürdü.) Ondan sonra bu yapıları nasıl basabiliriz? İlk başta scaffold dediğimiz yapılar üzerinde çalıştık. Scaffold, hücre iskelesi demek. Hücrelerin büyüyebileceği bir ortam sağlayıp hücreler büyüdükten sonra biyo- malzeme kullanıyoruz. Bu biyo- malzeme eridiği zaman hücrede artık o doku veya dokunun parçasını oluşturmuş oluyor. İlk başta onların tasarımını nasıl yapabiliriz, onları işte birden fazla malzeme ile nasıl yapabiliriz veya onların erimesini (degradation’unu) nasıl kontrol edebiliriz. Çünkü onlardan aktif malzemeler (salınsın.) Böylece oradaki farklı hücreleri, farklı zamanlarda aktive edip onların büyümelerini kontrol edip en sonunda dokunun oluşmasını sağlayabiliriz. Bununla ilgili bir tane projemiz vardı. Amerika’da Department of Defense var. Türkçe’deki karşılığı Amerikan Savunma Bakanlığı mı oluyor? Onların verdiği bir proje vardı. Bu daha çok savaşta yanan askerlerin derisinin yeniden rejenerasyonunu nasıl sağlayabiliriz? Onun için belli iskelelerin tasarlanması ve üretimi ile ilgili çalışma yaptık.

Daha sonra buraya geldikten sonra, şeyi fark ettim; bu doku iskeleleri tamam güzel; scaffold yapıyoruz ama istediğimiz hücreleri oraya koyamıyoruz. Farklı hücreler gerekiyor çünkü. Dokuda, bir organda tek bir hücre yok. Dokunun veya organın tek fonksiyonu yok. Acaba hücreleri de beraber basabilir miyiz? Onunla ilgili çalışma yaptık ve şu anda bu çalışmalarımızda en son geldiğimiz nokta ise, canlı hücreleri de basabiliyoruz. Ancak canlı hücreler yeteri kadar güçlü olmadıkları için basıldığı zaman bir şekli tutamıyorlar. Destek olsun diye bunları belli destek yapılarıyla bastık. Bunların öyle bir yapılması, tasarlanması lâzım ki, bastığımız zaman 3 boyutlu şeklini koruyabilmeli. Bunun için de algoritmalar geliştirdik.

Turk-internet.com : Geliştirdik” derken? Bunu siz burada bölüm olarak mı yapıyorsunuz? Yoksa siz hocalar ‘ biz’ şeklinde konuşmayı tercih ediyor, ‘ben’ yerine. O mu?

Doç.Dr.Bahattin Koç : Biz derken, öğrencilerimi de kastediyorum. Benim grubum çoğunlukla bu tür hesaplamalı işler (yapıyor) Yani, yolların en optime şekillerinin hesaplanması, nereye hücre basılacak, nereye destek malzemesi basılacak ve bunların üretimi üzerinde çalışıyor ama tabii bu arada biyoloji kısmına, malzeme, kimya kısmına yardımcı olan arkadaşlar da var bu projede.

turk-internet.com : Biyoloji dediniz. Bilgisayar öğrencileri de ilgileniyorlar mı?

Doç.Dr.Bahattin Koç : Evet, mesela benim öğrencilerim arasında bilgisayar mühendisliğinden olan var, biyoloji öğrencileri var. Yüksek lisans öğrencileri genellikle. Lisans öğrencilerim de var ama onlar daha çok üretim sistemlerinde. Makine’den var öğrencim, farklı disiplinlerden şeyler var. Tabii disiplinler arası bir proje bu. Tek bir konuyla yapamıyorsun. Ben bir yazıcı yaptım, al hücreleri bas diyemiyorsun. Hücreleri basmak için ortamı sağlamak lâzım, hücreleri üretmek lâzım. Farklı konularda farklı şeyler yapıyoruz. Ama en sonunda önemli olan bunların hepsini bir araya getirip en optimum yöntemi bulup bunun basılmasını sağlayabilmek.

Söyleşinin devamını Doç.Dr. Bahattin Koç : 3 Boyutlu Baskı Cihazları ile Damar gibi Yumuşak Dokular Üzerinde Çalışıyoruz – 2 başlığı altında okuyabilirsiniz.

[1] Sabancı Üniversitesi 3 Boyutlu Baskı Teknolojisiyle İlk Kez Canlı Hücrelerden Doku Hücresi Üretti

[2] Sabancı Üniversitesi / Bahattin Koç