Araştırma

  • Fotodinamik Terapi

Fotodinamik terapi, kötü huylu neoplastik dokuların tedavisinde kullanılan umut verici bir terapötik yöntemdir. Bu yöntem, fototoksik bir maddenin (belirli bir dalga boyundaki ışık ile etkileşime girdiğinde hücrelerde toksik etki oluşturan ilaç) ışığa duyarlı dokuya (tümör) biriktirilmesi ve ardından ışığın bu dokuya uygulanması prensibine dayanır. Laboratuvarımızdaki araştırmalar, kanser hücreleri veya bakterilerde fotodinamik terapi (FDT) uygulamasına odaklanmaktadır. Bu yöntemde, fotosensitizan adı verilen ışığa duyarlı moleküller nanotaşıyıcılar aracılığıyla hedef dokuya taşınır ve belirli bir dalga boyunda ışıkla aktive edilir. Işık aktivasyonu, fotosensitizanların reaktif oksijen türleri (ROS) üretmesine yol açarak hücre ölümüne neden olur.

  • Laser Doku Etkileşimleri

Laserler steril bir kesik oluşturur, kanamayı ve ameliyat süresini azaltır. Laser cerrahisi sonrası iyileşme hızlıdır; postoperatif ağrı azalır; şişlik ve yara izi diğer tekniklere göre daha az görülmektedir. Fototermal mekanizmada, fotonlar emilir ve termal enerji üretilir, dokudaki sıcaklık artışının süresi ve derecesine bağlı olarak dokuda pıhtılaşma, karbonizasyon, nekroz, buharlaşma, denatürasyon veya hipertermi etkileri meydana gelmektedir. Bu alanda laboratuvarımızda "Farklı biyolojik dokularda 980 nm diyot laserin fototermal etkileri" adlı proje yürütülmüştür. Proje No: BAP01R101

  • Laserle Cilt Onarımı

Laser enerjisinin kullanılmasıyla biyolojik dokuların birleştirilmesini amaçlayan temas olmayan bir yöntemdir. Birleştirme işlemi, hedef dokunun laser uygulaması ile ısıtılmasıyla gerçekleşir. Bu süreçte, dokunun ısınmasıyla proteinlerin ve kolajenlerin pıhtılaşarak doku yapılarının birleşmesine yol açtığı düşünülmektedir. Ayrıca, doku onarım işleminde ışıkla etkileşime giren kimyasallar kullanılarak hedef dokunun seçici olarak ısınması da sağlanmaktadır.

  • Tıbbi Laser Sistemi Tasarımı

Suya karşı daha yüksek emilim özelliklerine sahip olan 1.9 mikron laserler, biyofotonik uygulamalarda başarılı bulunmuştur. 1980 nm'de 1 W'a kadar güç çıkışına sahip bir diyot (Tm:YAP) lazer sistemi, doku ablasyonu, koagülasyon ve birleştirme uygulamalarında kullanılmak üzere geliştirilmiştir. Tm:YAP lazer sisteminin termal etkileri ve doku ablasyon bölgeleri, ışık mikroskobu altında histolojik çalışmalarla analiz edilmiştir. Ayrıca, Tm:YAP lazer sistemi ile in-vivo laser doku kaynağı çalışmaları gerçekleştirilmiş ve sonuçlar, geleneksel dikiş teknikleri ile hem histoloji hem de mekanik özellikleri ölçümleri ile karşılaştırılmıştır. 1980 nm laserlerin doku birleştirmesi işleminde, daha yüksek dalga boylarındaki lasere kıyasla iletim zorluklarını ortadan kaldırdığı ve küçük dalga boylarındaki laserlere kıyasla ise termal etkiyi artırmak için ışığa duyarlı ilaç kullanımına ihtiyaç bulunmadığını göstermiştir. 

Günümüzde, yakın kızılötesi bölgede (800-980 nm) çalışan diyot lazerlere ticari olarak ulaşılmaktadır. Hafif, taşınabilir boyutları, daha düşük maliyetleri, daha uzun çalışma ömürleri ve daha iyi çalışma koşulları onları tıbbi uygulamalar için ideal hale getirmiştir. Mikrodenetleyici tabanlı 808 nm yüksek güçlü diyot laser sistemleri fototerapi uygulamaları için laboratuvarımızda tasarlanmaktadır. Bu bağlamda "Fotodinamik tedavi uygulamaları için yüksek güçlü diyot lazer sistemi geliştirilmesi" adlı proje yürütülmüştür. Proje No: 04X101.

  • Stereotaksik Laser Cerrahisi

Yaklaşık 2 μm civarında orta-kızılötesi sistemler, tıbbi cerrahide giderek artan uygulamalar nedeniyle önem kazanmaktadır ve Tm:YAP diyot lazeri 1940 nm'ye ayarlanabilir olduğu için, bu dalga boyunun yüksek su emilim özelliği nedeniyle nöroşirürji alanında ablasyon uyguamaları için iyi bir seçenek olmaktadır. Laboratuvarımız üyelerinden Özgür Tabakoğlu ve Özgüncem Bozkulak'ın yaptığı araştırmada, 980 nm diyot laseri, tek veya bipolar elektrocerrahiden daha az termal hasara sebep olduğundan beyin lezyonlarını indüklemek için kullanılabileceği gösterilmiştir. Buna ek olarak, Tm:YAP diyot laserin ilgili dokudaki emilim katsayısı, 980 nm diyot laserden daha yüksektir. Bu nedenle, Tm:YAP diyot lazerinin, 980 nm diyot lazerinden daha kontrollü beyin lezyonları oluşturması beklenmektedir.

  • Endovenöz Laser Uygulamaları

Endovenöz lazer tedavisi, varisli damarlar için cerrahi damar çıkarma işlemine göre tercih edilen bir tedavi tekniği haline gelmektedir. Güvenli ve etkili olmakla beraber minimal invaziv bir yöntemdir. Bu uygulamada laser enerjisi kan damarı lümenine iletilir ve bu enerji ısıya dönüştürülür. Bunun sonucunda damar duvarının yok edilmesi ve sonrasında büzülüp damarın kapanmasına neden olur. Bu tedavide çeşitli laserler kullanılabilir, bunlar arasında 810 nm, 980 nm, 1064 nm ve 1070 nm dalga boyları bulunmaktadır. Ancak en iyi tedavi parametreleri, optimal enerji ve dalga boyunu bulmak için araştırmalar yapılmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Optimum parametrelerin amacı, komplikasyonları minimize ederken yeterli oklüzyon ve fibrozis elde etmektir.

  • Ortodontik Seramik Braketlerin Laserle Sökülmesi

Ortodonti, dişlerin, çenelerin ve yüzün düzensizliklerinin ve anormalliklerinin gelişimi ve yönetimi ile ilgilenen diş hekimliğinin uzmanlaşmış bir dalıdır. Braketler, ortodontide kullanılan aletlerden biridir. Seramik braketlerin eritilmesi için 1990'ların başından bu yana laserler deneysel olarak kullanılmaktadır. Seramik braketler daha estetik olmasına rağmen, çıkarma sırasında hasar görmüş mine ve kırık braket kanatları gibi komplikasyonlara sebep olmaktadır. Laser uygulaması, braketin ısınmasını sağlarken yapışma gücünü azaltır ve bu da mine hasar riskini azaltır. Laboratuvarımızda yürütülen çalışmalarda, seramik braketleri çıkarmak için uygun laser parametrelerini belirlenerek intrapulpal sıcaklık değişikliklerini belirli bir eşik değerinin altında tutmak amaçlanmaktadır.

  • Dokuya Laser Uygulamasının Optik ve Termal Tepkilerinin Simülasyonu

Laserler, tedavi amacıyla tıpta yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu uygulamalardaki temel sorun, hedef dokuya özgü uygun parametreleri tahmin etmektir. Dalga boyunun, darbe genişliğinin, darbe şeklinin, ışın profili ve güç yoğunluğunun seçimi, ön-dozimetre çalışmalarına bağlıdır. Foto-kimyasal uygulamalar için, ışığın dağılımını modellemek önemlidir; diğer yandan, foto-termal uygulamalar için sıcaklık dağılımının tahmin edilmesi, pıhtılaşma ve hipertermi gibi termal değişimlerin derecesini belirlemek için esastır.

  • Kornea Doku Birleştirmesi

Kızılötesi laserler, yumuşak dokuların birleştirilmesi işleminde kullanılabilir. Su molekülleri ve kolajen gibi protein molekülleri, kızılötesi enerjiyi emer ve uygulama bölgesinde bir sıcaklık gradyanı oluşturulabilir. Kornea birleştirmesi (kaynaştırma), lazer tıbbında oldukça yeni bir uygulama alanıdır ve farklı kızılötesi dalga boyları için başarılı kaynaştırma dozlarına dair az sayıda çalışma rapor edilmiştir. Farklı lazer dalga boyları karşılaştırmalı olarak incelenmektedir. Diyot laserler (809 nm ve 980 nm), fiber laser (1070 nm) ve Tm: YAP laserler (1940 nm), 200 mW - 3W güç aralığında kullanılmaktadır.

  • Fotobiyomodülasyon

Bugüne kadar  pek çok çalışmada düşük doz laser uygulamalarının organizmalar üzerinde moleküler düzeyde biyostimülatör etkisi olduğu gözlemlenmiştir.  Yara iyileşmesi, fibroblastların çoğalması ve dermisde ekstraselüler matriksin oluşumuna sebep olan bir süreç olarak bilinmektedir.  Düşük doz laser terapisinin fibroblast çoğalmasını artırdığı ve dolayısıyla ekstraselüler matriksin oluşumunu destekleyerek yara iyileşme sürecine katkı sağladığı düşünülmektedir. Bu alanda laboratuvarımızda "Düşük Doz Laser Tedavisinin Primer Osteoblast ve Kemik İliği Mezenkimal Kök Hücrelerinin çoğalması ve farklılaşması üzerine etkisi" ve "Fibroblast Hücre Büyümesi Üzerinde Düşük Doz Kızılötesi Laserlerin Etkileri" adlı projeler yürütülmüştür. 

  • Optik Karakterizasyon

Laser-doku etkileşim mekanizmaları, laser dalga boyu, laser gücü, mevcut laser dalga formu, hedef dokunun optik ve termal parametreleri tarafından belirlenir. Bir hedef dokunun emilim katsayısı (ma), saçılma katsayısı (ms), albedo (a) ve optik derinliği (t) hesaplanabilmektedir.  "Laser-Doku Etkileşimleri için Doku Karakterizasyon Laboratuvarı'nın Kurulması ve Beyin Dokularının Optik Özelliklerinin İncelenmesi" adlı proje ile bu alanda çalışmalar yapılmıştır. Proje No: BAP01R101