İçindekiler
Dergi Arşivi

Sağlık Sektöründe Teknoloji Trendleri

Tuba DURMAZ / Sanayi ve Teknoloji Uzmanı (Sanayi Genel Müdürlüğü)

 

Dünyada hızla demografik dönüşüm yaşanmaktadır. Yaşlanmakta olan nüfus, bu dönüşümün en belirgin özelliklerinden biridir. Söz konusu dönüşüm, dünyayı önümüzdeki dönemde zorlayacak bazı hususları beraberinde getirmektedir. Özellikle gelişmiş ülkelerin nüfuslarında azalma görülmekte ve uzayan yaşam süresi ile kronik hastalık yükü sosyal güvenlik ve sağlık harcamalarının artmasına neden olmaktadır. Aynı zamanda, bireylerin kolay erişilebilir, kaliteli ve sürdürülebilir sağlık hizmeti beklentisi giderek artmaktadır (1).

Bu açıdan, sağlık teknolojileri, hastalıkların önlenmesi, tanısı, tedavisi ile bireylerin rehabilitasyonu için kullanılırken, yaşam süresinin, kalitesinin artırılması ve sürdürülebilir bir sağlık sistemi açısından da oldukça önem arz etmektedir (2).

Sağlık alanında artan harcamalar ve sınırlı kaynaklar karşısında, hastaların verimli ve sürdürülebilir hizmet alma ihtiyacı, yeni teknolojik çözümleri zorunlu kılmaktadır. Söz konusu teknolojik gelişmeler, ilaç ve tıbbi cihaz sanayileri için önemli fırsatlar sunmaktadır.

Özellikle, herkes için tek tip tıp uygulaması yerine, kişiselleştirilmiş tıp uygulamalarının ön plana çıktığı bir geleceğe doğru hızla ilerlenmektedir. Bu doğrultuda, tüm faaliyet kollarında olduğu gibi tıbbi uygulamalarda da dijitalleşme, ön plana çıkmaktadır. Diğer taraftan, genetik bilimindeki ilerlemeler ile gelişen biyoteknolojinin yanı sıra nanoteknoloji ve ileri malzeme teknolojilerinin de tıp alanında varlığını hissettirdiği görülmektedir (3) (4).

Bu makalede, sağlık sanayi için fırsatlar sunabilecek yeni yaklaşımlar ve teknoloji trendlerine örnekler verilecektir.

  

Tıpta Biyoteknoloji ve Nanoteknoloji Uygulamaları

Yüzyıllardır hayatımızda olan ve mayalanma (fermantasyon) yoluyla çeşitli gıda maddeleri elde edilmesinde kullanılan biyoteknolojik uygulamalar, yaşam bilimlerinde meydana gelen gelişmeler ve rekombinant DNA teknolojisinin geliştirilmesi ile daha da karmaşıklaşarak multidisipliner bir bilim dalı haline gelmiştir.

Özellikle 20. yüzyılın ikinci yarısından itibaren genetik mühendisliğinde yaşanan gelişmelerin etkisiyle biyoteknolojik uygulamalar pek çok sektörde ön plana çıkmaktadır. Biyoteknoloji biliminin en hızlı ilerlediği alan ise tıptır. Kırmızı renk koduyla tanımlanan medikal biyoteknoloji, özellikle insan genom haritasının çözümlenmesiyle daha fazla ön plana çıkmıştır. Biyoteknoloji uygulamaları, rejeneratif tıp, hastalıkların önlenmesi, tanısı ve tedavisi başta olmak üzere tıbbın farklı uygulama alanlarında yeni çözümler sunmaktadır.

Farklı disiplinler ile iç içe olan rejeneratif tıp, travma neticesinde yaralanan, bir hastalık neticesinde hasar gören veya zaman içinde yıpranan dokuların, insan geni, proteini veya hücrelerini kullanarak yeniden gelişmesinin, yenilenmesinin sağlanması ya da mekanik olarak yerine konmasıdır (5). Rejeneratif tıp uygulamaları söz konusu olduğunda, hücresel tedaviler (kök hücre) ve doku mühendisliği uygulamaları ön plana çıkmaktadır.

Modern biyoteknoloji alanında yaşanan gelişmeler ile geliştirilen yöntemler, hastalıkların tanısında daha hızlı ve kesin sonuç alınmasını sağlamış, hastalıklara sebep olan moleküler nedenlerin araştırılmasını mümkün kılmıştır. Medikal biyoteknolojinin geleneksel tanı yöntemlerine iki önemli katkısı bulunmaktadır. Bunlardan ilki ön tanı; kişilerin hastalıklara karşı bir yatkınlığının olup olmadığının saptanması ve görüntülenmesi, diğeri ise belirti; hastalar üzerinde belirli hastalıkların sonuçlarının ve tedavi etkilerinin daha iyi tahmin edilebilir olmasıdır (6). Medikal biyoteknolojinin tanıda kullanımı, alınan örneklerde nükleik asitlerin (DNA/RNA) ve proteinlerin tespit edilmesini kapsamaktadır.

Sağlık alanında tedavi amaçlı başlıca biyoteknoloji uygulamaları; gen tedavisi, biyoteknolojik ilaç ve aşıların kullanılması, monoklonal antikorların tedavi alanında kullanımı olarak sıralanabilir. Biyofarmasötikler, birçok hastalığa yeni bir tedavi seçeneği sunarak, dünya ilaç sektöründe hızla büyüyen bir alan haline gelmiştir. Bu hızlı büyüme global satışlara da yansımıştır. Günümüzde küresel ilaç pazarının %20’den fazlasını oluşturan biyolojik ürünlerin yakın gelecekte ilaç pazarının neredeyse yarısını oluşturacağı öngörülmektedir (7).

Nanoteknoloji ise nano ölçekteki (1 nm=10-9 m) yeni malzeme, cihaz ve sistemlerin geliştirilmesi, tasarlanması ve üretimini konu almaktadır. Bu bağlamda, nanoteknolojinin tıptaki uygulamaları olarak tanımlanabilecek nanotıp ise nano-aralıkta (1–100 nm) boyutu olan terapötik ilaçların, malzemelerin ve medikal cihazların tasarımını, imalatını, düzenlenmesini ve uygulanmasını içermektedir.

Nanotıpın uygulama alanı oldukça geniştir. Biyolojik sistemlerin nanoaygıt ve yapılar ile izlenmesi, kontrolü, savunulması ve geliştirilmesi, hastalıklara tanı konması, tedavi edilmesi bu uygulamalardan yalnızca birkaçıdır. Biyoteknoloji ve nanoteknolojinin birlikte uygulanmasıyla ise nanobiyoteknoloji terimi ortaya çıkmıştır. Biyomalzemelerin geliştirilmesi, nano-biyo sensörler, kontrollü ve hedefe yönelik ilaç salınım sistemleri, imlantların nanoyapılı yüzey kaplamalar ile biyouyumluluğunun geliştirilmesi nanobiyoteknolojik uygulamalara bazı örneklerdir (4).

Nanotıp, aynı zamanda nano-robotlar olarak adlandırılan nano makinelerin tasarlanması için ortaya çıkan yeni kavramları ve moleküler nanoteknolojinin uygulamalarını da içermektedir. 1959'da, Richard Feynman ortaya koyduğu “yutulabilir doktor” fikri, aslında kan damarları içinde hareket ederek sorunları gideren nano-robotları içermekteydi. O zamandan bu yana bilim insanları, moleküler yapıların geliştirilmesi ve ilaçların hedefe taşınması için programlanabilir, fonksiyonel, nano ölçekli makineler oluşturmayı amaçlamışlardır (8). Nanorobotların kanser tedavisinden, genetik hastalıkların önlenmesine kadar birçok soruna çözüm olacağı değerlendirilmektedir. 

Teletıp, Mobil Sağlık Uygulamaları ve Giyilebilir Teknolojiler

Teletıp, sağlığın uzaktan takibi ve bireylere sosyal bakım sağlanması olarak tanımlanabilir. Tanı, tedavi, rehabilitasyon ve uzaktan eğitim ile bireylerin daha fazla bakım, daha iyi refah ve bağımsız yaşamasının sağlanması için en umut verici yaklaşımlardan biridir. Teletıp, tanımdan da anlaşıldığı üzere, bilgi ve iletişim teknolojilerinin (internet, telefon, mobil uygulamalar, mesajlar vb.) kullanılması ile sağlık parametrelerinin uzaktan takibine ve sağlık hizmetlerinin sunulmasına imkân vermektedir (9).

Mobil iletişimin hayatımızın her noktasına sirayet etmesi, sağlık sektörünü de etkilemiştir. Hasta ve doktor iletişiminin dijitalleştirilmesi, sağlık hizmetlerinin sadece hastane ve hastanedeki klinisyen ile sınırlı olma halinin önüne geçmekte, evde bakımı ise kolaylaştırmaktadır. Mobil sağlık, akıllı telefonlar, tabletler, giyilebilir cihazlar, mobil izleme ve bakım sistemleri, sensörler ve taşınabilir medikal cihazların, tıp uygulamalarını mümkün kılacak ve halk sağlığını destekleyecek şekilde kullanımıdır. Sağlık verilerinin etkin şekilde toplanmasını, ölçülmesini ve iletimini sağlayabilen bu cihazlar, önleyici ve diagnostik sağlık hizmetlerini sağlamak, tüketicileri eğitmek, tıbbi profesyoneller üzerindeki iş yükünü hafifletmek amacıyla kullanılabilmektedir (9) (10).

Giyilebilir cihazlar ve sensörler, kronik hastalıkların ve yaşlı nüfusun sürekli izlenmesine yardımcı olabilecek araçlardandır. Hayati parametrelerin, fiziksel aktivite monitörlerinin ve düşme detektörlerinin1 internet veya bir veri bulutu üzerinden sürekli olarak izlenmesi, acil durumların önlenmesine yardımcı olabilir. Acil bir durum söz konusu ise izleme cihazları hekime, aile üyelerine veya gerekli eylemi gerçekleştirebilecek bakım sağlayıcılarına sinyal göndermektedir (9).

Giyilebilir teknolojilerde, önümüzdeki yıllarda ciddi gelimeler beklenmektedir. Örneğin, Google tarafından geliştirme aşamasında olan kontakt lenslerin üzerindeki sensörler sayesinde, diyabetli hastaların kan değerleri düzenli olarak ölçülecek ve bir buluta veya web tabanlı sisteme gönderilecektir. Ayrıca, kontakt lensler içinde yer alacak bir kamera sistemi ile retina fotoğrafı çekilerek, retinopatinin erken tanısı konulabilecek, böylece diyabete bağlı körlük önemli ölçüde engellenebilecektir. Özel geliştirilmiş giysiler sayesinde, ciltte oluşan lezyonlar tespit edilerek, cilt kanserine erken teşhis konulabilecektir. Diğer bir örnek de akıllı bezler sayesinde bebeklerde idrardan glukoz seviyesi, dehidrasyon ve vücut ısısı gibi ölçümlerin yapılabilmesidir (10).

Hızla gelişmekte olan bu teknolojilerin halk sağlığının korunmasının yanı sıra, sağlık giderleri üzerinde olumlu etkilere sebep olacağı değerlendirilmektedir. 

3D Yazıcıların Tıbbi Uygulamaları

İlk defa 1984 yılında, hızlı endüstriyel prototipleme amacıyla geliştirilen 3 boyutlu (3D) baskı, 3D tasarım programları veya tarama sistemi ile modellenen bir nesnenin, farklı materyallerin (plastik, reçine, metal, vb.) katmanlı olarak biriktirilmesi ile üretimidir. 3D baskının gündelik hayatta kullanım alanları giderek genişlemekte olup bu yenilikçi teknolojinin tıp alanına sirayet etmesi elbette ki kaçınılmaz olmuştur. 3D yazıcılar, tıp alanında karmaşık anatomik modellerin, cihaz prototiplerinin ve cerrahi öncesi planlama amacıyla modellerin üretilmesine olanak sağlamaktadır (11).

Özellikle 3D yazıcı ile biyo uyumlu malzemeler kullanılarak kişiye özel implant, protez ve cihazların üretilmesi sağlık alanında ön plana çıkmakta olup uygulamalar hayata geçmeye başlamıştır. Örneğin, Utrech Üniversitesi Tıp Merkezinde, Hollandalı cerrah ekip tarafından, 22 yaşındaki kadın hastanın kafatası 3D yazıcı ile kişiye özel olarak basılan plastik malzemeli implant ile değiştirilmiştir. Çin’de ise benzer bir uygulama titanyum implant ile gerçekleştirilmiştir (12).

3D baskı yöntemi ilaç sektöründe de devrim niteliğindeki bir teknoloji olarak kabul edilmektedir. İlaç alanındaki başlıca faydaları, kişiye özel dozajlar, şekiller, boyutlar ve salım özellikleri olan küçük miktardaki ilaçların üretimidir. Bu da hastanın kişiye özel ilaç ile tedavi edilmesine imkan vermektedir. Aprecia Pharmaceuticals tarafından 3D yazıcı ile üretilen ilk ilaç, 2016 yılında, Amerika Birleşik Devletleri (ABD) Gıda ve İlaç Ajansı (FDA) tarafından epilepsi tedavisi için onaylanmış ve ticarileşmiştir (13).

3D baskı ile ilgili bilimsel çalışmaların yürütüldüğü diğer bir alan ise doku mühendisliğidir. Dünyada yüzbinlerce hasta, organ nakli için uygun donör beklemektedir. Organ uyuşmazlığı ve uygun donörün azlığı dikkate alındığında, biyomürekkep2 kullanılarak, 3D baskı ile hücre iskeletlerinin, hatta doku ve organların bütününün üretilmesine yönelik çalışmalar umut vericidir (11). Bu çalışmalar henüz emekleme aşamasında olmasına rağmen, bazı firmalar 3D baskı ile ticari ürün üretilmesine yönelik faaliyetler gerçekleştirmektedir. Örneğin, Organovo Firması 3D yazıcılar ile 40 günden fazla fonksiyon gösteren karaciğer hücreleri üretmiş ve lansmanını gerçekleştirmiştir. Bu ürün, şu anda yeni ilaçların test edilmesi için kullanılıyor olsa da yetkililer, 10 yıl içinde kalp, böbrek gibi katı organların 3D yazıcılar ile üretilebileceğini ileri sürmektedir (12). 

Tıpta Robotik Uygulamalar

Sağlık alanı, yapay zekâ ve robotların kullanımı açısından pek çok fırsat sunmaktadır. 2016 yılında yayımlanan “ABD Robotik Yol Haritasında” sağlık ve sağlıklı yaşam alanında robotikteki ilerlemelerin ayrıntılı bir özeti yer almaktadır. Raporda yer alan bazı kilit noktalar; robotiğin yaşlanma ve yaşam kalitesinin iyileştirilmesi, cerrahi ve girişimsel robotlar, rehabilitatif robotlar ve robotların klinik işgücü desteği amacıyla kullanılmasıdır. Tıpta kullanılan robotları; vücut içinde, üzerinde ve dışında kullanım olarak gruplamak mümkündür (14).

Vücut içi kullanımda, mikrorobotlar, cerrahi robotlar ve girişimsel robotlar üzerine çalışmalar yürütülmektedir. Özellikle, cerrahi robotlara ilişkin ciddi gelişmeler kaydedilmiş olup ticarileşmiş ürünler bulunmaktadır. 2001 yılında, ZEUS® Cerrahi Sistemi ile ilk tele-robotik operasyon Dr. Marescaux tarafından gerçekleştirilmiştir. Strazburg'da hastaneye yatırılan 62 yaşındaki hastaya, New York'ta bulunan cerrahlar tarafından safra kesesi ameliyatı yapılmıştır. Da Vinci® Cerrahi Sistemi ise Intuitive Surgical Inc. Firması tarafından piyasaya sürülen, dünyadaki en popüler cerrahi robotlardan biridir (15). Cerrah konsolu, hasta konsolu ve görüntü kulesinden oluşan sistemde cerrah, el bileğini model alan kolları kullanarak robota komut vermektedir. Hasta konsolunda bulunan kollar, cerrahtan aldığı tüm komutları eşzamanlı olarak yansıtarak laparoskopik operasyonu gerçekleştirmektedir. Cerrahın oturarak çalışmasına imkân veren sistem, ameliyat bölgesinin yüksek çözünürlüklü, 3D görüntüsünü oluşturmakta ve böylece milimetrik işlemler gerçekleştirilebilmektedir (16).

Protez, ortez ve exoskeleton olarak vücut üzerinde kullanılan robotlar ise rehabilitasyon amacıyla engelli ve hastalara uygulanabilmektedir. Robotik protezler, bireylerin eksik uzvunu tamamlarken, var olan uzuv ile seri olarak hareket edebilmektedir. İlk biyonik kol olan EMAS (Edinburgh Modüler Kol Sistemi), David Gow tarafından geliştirilmiş ve ilk prototipi 1998 yılında, kanser yayılımının önlenmesi için tüm kolu ampute edilmiş olan R. Campbell Aird isimli hastaya uygulanmıştır. Robotik ortez ve exoskeleton ise uzvu olan, ancak fonksiyon kaybı yaşayan bireylerde, mevcut fiziksel kabiliyetin geliştirilmesi veya desteklenmesi için kullanılmaktadır (14)(17).

Vücut dışında kullanılan robotların pek çok uygulama alanı bulunmaktadır. Robotik teknolojiler, engelli bireylerin günlük yaşam aktivitelerini gerçekleştirmeleri ve iş hayatına entegre olmalarını sağlamak, klinik eğitim gerçekleştirmek veya dolaylı hasta bakımı için kullanılabilmektedir. Örneğin, InTouch Health tarafından pazara sürülen tele-çevrimiçi konseptteki mobil robot sistemleri, doktorun hasta ile uzaktan iletişime girmesini sağlamaktadır. Yaklaşık 5-ft yüksekliğindeki mobil robot sayesinde uzaktaki bir doktor, klinikteki bir hastayı görebilmekte, duyabilmekte ve hatta konuşabilmektedir (14) (18).

Sonuç

Önümüzdeki 10-20 yıl boyunca büyük gelişim göstermesi beklenen bu teknolojilerin, ülkelerin uluslararası rekabetçiliği yakalaması açısından niş alanlar olacağı değerlendirilmektedir. Tıp alanında ihtiyaçların karşılanması, kronik hastalıklar başta olmak üzere pek çok hastalığın önlenmesi, erken tanısı ve tedavisinin yanı sıra, sağlık hizmetlerinin geliştirilmesi açısından oldukça önemli olan bu teknolojiler, tüm dünyada olduğu gibi ülkemiz açısından da önemli fırsatlar içermektedir. Ülkemizin bu fırsatları yakalayabilmesi adına, gelecek projeksiyonu doğrultusunda, doğru amaç ve hedefler konularak, kamu, üniversite ve özel sektör ortaklığında çalışmaların gerçekleştirilmesi önem arz etmektedir. 

Kaynaklar

  1.  Akalın, H. Y. (t.y.). Yaşlanan nüfus ve sağlık sorunları. Sağlık Ekonomisi Dergisi. Erişim adresi: http://saglikekonomisi.omegacro.com/yaslanan-nufus-ve-saglik-sorunlari
  2.  Yiğit, A. ve Erdem, R. (2016). Sağlık teknolojisi değerlendirme: Kavramsal bir çerçeve. Süleyman Demirel Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 23(1). Erişim adresi: http://dergipark.gov.tr/download/article-file/284477
  3.  Ernst & Young. (2017). As change accelerates, how can medtechs move ahead and stay there? Pulse of the industry 2017. EYGM Limited. Erişim adresi: http://www.ey.com/Publication/vwLUAssets/ey-pulse-of-the-industry-2017/$FILE/ey-pulse-of-the-industry-2017.pdf
  4.  Göker, A. (2005, Kasım). Bilim ve teknoloji sağlık için ne vaat ediyor? Gelecek öngörüleri ve ulusal politikalar. XI. Tıpta Uzmanlık Eğitimi Kurultayı. Ankara. Erişim adresi: http://www.inovasyon.org/pdf/AYK.ATO_Kas%C4%B1m_05.pdf
  5.  Mironov, V., Visconti, R. P. ve Markwald, R. R. (2004). What is regenerative medicine? Emergence of applied stem cell and developmental biology. Expert Opinion on Biological Therapy, 773-781.
  6.  Hsu, L. Y., Teo, F. ve Chin, T. M. (2007). Medical biotechnology-modern development. J. S. DaSilva, H. W. Doelle içinde, Biotechnology. Oxford: Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS) Publishers.
  7.  Öktem, H. A., Eyidoğan, F., Yılmaz, R., Öz, T. ve Yücel , M. (2013). Biyoteknoloji: Tanım ve Kapsam. M. Kiper (Ed.) içinde, Biyoteknoloji sektörel inovasyon sistemi kavramlar, dünyadan örnekler, Türkiye'de durum ve çıkarımlar (s. 31-42). Ankara: Türkiye Teknoloji Geliştirme Vakfı (TTGV)
  8.  Singh H. R., Kopperger E. ve Simmel F. C. (2018). A DNA nanorobot uprises against cancer. Trends in Molecular Medicine, 1344. https://doi.org/10.1016/j.molmed.2018.05.001
  9.  Malwade, S., Abdul, S. S., Uddin, M., Nursetyo, A. A., Fernandez-Luque, L., Zhu, X. K.,…,Li, Y. C. J. (2018). Mobile and wearable technologies in healthcare for the ageing population. Computer Methods and Programs in Biomedicine, 161, 233-237. https://doi.org/10.1016/j.cmpb.2018.04.026
  10.  Tezcan, C. (2016). Sağlığa yenilikçi bir bakış açısı: Mobil sağlık (Yayın No: TÜSİAD-T/2016-03/575). İstanbul: Sis Matbaacılık.
  11.  Klochko, C. L., O’Brien, M. ve Siegal, D. (Haziran, 2016). 3D printing techniques and applications in medicine, SIIM 2016 Scientific Session Posters & Demonstrations. Erişim adresi:https://cdn.ymaws.com/siim.org/resource/resmgr/siim2016abstracts/Poster_Demo_Klochko.pdf
  12.  Mesko, B. (2015, 26 Şubat). 12 things we can 3d print in medicine right now. Erişim adresi: https://3dprintingindustry.com/news/12-things-we-can-3d-print-in-medicine-right-now-42867/
  13.  Trenfield, S. J., Awad, A., Goyanes, A., Gaisford, S. ve Basit, A. W. (2018). 3D printing pharmaceuticals: Drug development to frontline care. Trends in Pharmacological Sciences, 39(5). https://doi.org/10.1016/j.tips.2018.02.006
  14.  Riek, L. D. (2017). Healthcare robotics. Communications of the ACM In Press. http://dx.doi.org/10.1145/0000000.0000000
  15.  Bravo, R. ve Lacy, A. M. (2015). Medicine and robotics. Medicina Clinica, 145(11), 492-495.
  16.  Robotik cerrahi nedir? (t.y.). Erişim adresi: https://www.davincicerrahisi.com/robotik-cerrahi-nedir/
  17.  Goggins, S. (2017, 29 Kasım). EMAS- an award winnig bionic arm. Erişim adresi: https://blog.nms.ac.uk/2017/11/29/emas-an-award-winning-bionic-arm/
  18.  Dharia, S. P. ve Falcone, T. (2005). Robotics in reproductive medicine, Fertility and Sterility, 84(1), 1-11. doi:10.1016/j.fertnstert.2005.02.015

1 Düşme detektörü, bir rahatsızlık durumunda, yere düşme halinde alarm veren detektördür.

2 Biyomürekkep (bioink), laboratuvar ortamında, uygun koşullar altında çoğaltılmış canlı hücreleri içeren materyaldir.