Nano malzemeler ve sağlık

Prof. Dr. Fevzi YILMAZ / Arel Üniversitesi Öğretim Görevlisi

Giriş

Cumhurbaşkanımız Sn.Abdullah GÜL, Bilkent Üniversitesi Yerleşkesi'ndeki Ulusal Nanoteknoloji Merkezini (UNAM) 2 Eylül Çarşamba günü ziyaret etti. Övünç ve takdirle beğenisini kamuoyu ile paylaştı. Aynı gün, Başbakanımız Sn Recep Tayip ERDOĞAN  da Sağlık Bakanlığının yeni aldığı ambulans uçakların illere dağıtımını yaptı ve "İnsan sağlığı için hiçbir şeyi esirgemeyiz" dedi. Bu iki faaliyetin de sağlık boyutu  çok önemlidir ve orada paradoks vardır.

Milimetrenin milyonda biri ölçeğine inilerek malzemelerin yapısının değiştirildiği nanoteknoloji ile gelecek 10 yıl içinde günlük hayatımızda  gerçekleşecek değişimlerin en önemlileri sağlık bilimleridir. Bunu, elektronik, tekstil ve otomotiv sektörleri takip edecektir. Nano malzemeler yakın bir gelecekte insanoğlunun yaşam kalitesinin arttırılmasına damgasını vuracak ve şu anda öngörülemeyen bir kısım tehditleri de yanında getirecektir. Nano teknoloji iki kenarı keskin bıçak gibidir. Doğru kullanım tedavi eder, hayat verir ve yaşamı kolaylaştırır. Yanlış kullanım, kontrolsuz proses adımları ve deşarj ise hasta eder, yaşamı zorlaştırır ve öldürür.  Nano parçacıklarla kuşatılmış gibiyiz. Herkes dakikada havada bulunan 10 milyon doğal nano parçacık solumaktadır ve bunların çoğu da zararsızdır. Bilim adamları sentezlenerek laboratuarlarda üretilen nano parçacıklara  fazla güvenmiyorlar , çevre ve sağlığa  etkileri konusunda bilgi eksiğini vurguluyorlar. Tüketiciler de endişe içindeler.

Sağlık teknoloji ürünü mikron altı tozlar yeni potansiyel problemleri doğurmaktadır. İlk nano teknoloji çalışmaları ile 1996'da Nobel ödülü alan Dr. Richard Smalley akciğer kanserinden 28 Ekim 2005'te öldü. 1960'lı yıllarda, asbestin  akciğer kanseri yaptığını bulan  Dr. Irwin  Selikoff kadavrada mikrometre boyutundaki fiberleri  görebilmişti. 6 yıl hastalıkla mücadele eden ve 62 yaşında ölen bilim devi Dr. Smalley'in katilleri  muhtemelen nano partiküllerdi. Fakat bunu kimse ispatlayamadı,  nano parçacıklar  o kadar küçükler ki! Ne ile nasıl göreceksiniz?

Küçük nano partiküllerin şaşırtıcı özellikleri büyük umutlar doğurur. Fakat kimse onların ne kadar güvenli olduğunu bilmez. Maalesef çok az kişi bunu araştırmak için çabalamaktadır. Örneğin karbon nano tüp grafitten oluşur ve bu , elmastan yapılmış kömür lambasına benzetilebilir. Öyle küçük bir boyut söz konusu ki, kurşun kalem ucuna yan yana 60 atomluk 1 milyon nano tüp veya nano küre yerleştirilebilir. Nano malzeme kullanımı ekonomi de sağlayacaktır. Örneğin 1 cm kenar uzunluğuna sahip bir küpe (kesme şeker gibi) 10-100 nanometre arası boyutta yüzlerce milyar nano parçacık sığabilir. Örneğin, kesme şeker hacmindeki nano gümüşler boyaya karıştırıldığında binlerce buzdolabı anti bakteriyel özellik kazanır.  Bu boyuttaki küçük malzemelerin toksik etkisi bilinmemektedir. Muhtemelen asbest benzeri zarar  etkisi oluşturabilirler.

Bazı nano teknoloji ürünleri deriye doğrudan uygulanır (kozmetik ve güneş kremi gibi). Özellikle titanyumdioksit,  güneş yağında beyaz renklendirici olarak kullanılır. Gümüş nano parçacıkları ise gıda gereçlerinde kullanılır. Çocuk oyuncaklarında, çamaşır makinelerinde ve yatak örtülerinde gümüş nano parçacıklar mikrop öldürücü olarak kullanılır. Gıda üreticileri şişmanlığı önleyici iz metalleri, nano  parçacık olarak yiyeceklere katacaklardır. Bugün itibariyle insanların birçok gıda ürünleri, doğal nanoparçacık bileşikleri içerir. Doğal olmayan yapay nano parçacıklarla kuşatılmak ise sorundur ve gidiş bu yöndedir.

Problem bazı nano parçacıklardadır. Örneğin dizel motor egzoz gazında ciddi sağlık problemleri doğuran çok sayı ve çeşitte nano  parçacık mevcuttur. Şaşırtıcı olan kimya ve malzeme biliminin, bir parçacığın çok küçük olması durumunda nasıl davranacağı sorusuna cevap üretememesidir. Örneğin bakır metali normalde düktildir (yumuşaktır) çok çok küçük parçacık bakırı (nanomalzeme) ise serttir. Altın normal şartlarda reaktif değildir, nanoparçacık altın ise reaktiftir. Grafit mükemmel güvenli bir malzemedir, ama nano parçacık grafit ise güvensizdir. Özet olarak nano parçacıklar farklı davranışlar sergiler. Birçok çalışma, normalde güvenli olan malzemelerin nano parçacıklarının aşırı tehlikeli olduğunu göstermiştir. Bu özellik değişimi küçük parçacıkların büyük yüzey alanı ile ilgilidir (büyük yüzey alanı / kitle oranı). Yüzeydeki atomlar içeridekilerden daha aktiftir ( toz şeker, küp şekerden daha hızlı çözünür). Beş nanometre boyutundaki parçacığın atomlarının yarısı yüzeydedir. Bu durum nano parçacığı çok toksik yapar. Nano parçacıklar insan bünyesine ve çevreye çok hızlı yayılır.

Hayvanlar üzerinde yapılan çalışma nanoparçacıkların vücudun savunma sistemini yendiği, beyinde, hücrede, kanda ve sinirlerde birikim oluşturduğunu göstermiştir. Bu malzemeler akciğerden diğer organlara yayılan ateş ve ağrı gibi problemleri doğurur. Toksik etki deriden de yayılabilir. Etkilerin nanoparçacık şekli ile değişebileceği sanılmaktadır. Fakat bu, henüz araştırılmamıştır.

Kozmetikler, gıda ilaveleri, eczacılık sistemleri, terapi malzemeleri ve tekstil kaplamalar en önemli olanlardır. Kullanılan bu nano malzemeler objelerin ömürleri dolduktan sonra ne olur? Karbon nano tüpler yıllardır endüstride kullanıldı. Örneğin plastiklere tokluk ve iletkenlik vermek için gömüldüler. Nano malzemeli objelerin ömürleri dolduktan veya hasar oluşuktan sonra yer altı suyuna karışırlarsa etki ne olur? Sigorta şirketleri nano malzeme riskini düşünmeye başlamışlardır. Hükümetler nano parçacıklar ve güvenlikleri konusundaki çalışmaları büyük bir ısrarla desteklemektedir. Amerika ulusal nano tekneloji inisiyatifi (NNEI), 31 ekim 2007'de hızı kesmeme ve Avrupa tarafından geçilme endişesi adına nano malzeme, çevre, sağlık ve güvenlik stratejisini reddetmiştir. AB ise EHS (Environmental, Healt and Safety) çalışmasını 2004 yılında kabul etmiştir. ABD resmen olmasa da EHS çalışmalarını büyük şirketler bazında yürütmektedirler. Doktor Maynard'a  göre nano teknolojinin risklerini anlamak için yılda 100 milyon dolar harcama yapmak gerekmektedir. EHS çalışmaları ile nano parçacık toksikliği için fikir edinilecektir. Ayrıca, hızlı ve temel testlerle bilimcilerin ve endüstrilerin güvenli çalışmasını sağlama, döküntülerin temizlenmesi ve atık yönetimi konusunda bilgilendirme yapılacaktır.

EPA (Çevre Koruma Ajansı - Enviromental Protection Agency) temiz su ve hava içinde mikroparçacıklar için sınırlar ve standartları vermiştir. Nano parçacıklar için bu sınır ne olacak bilinmemektedir. Havada ve suda nano parçacıkları ölçmek bile mümkün değilken, kontrol ve azaltmalar nasıl yapılacaktır? Onlarca nanometre boyutlu parçacıkları standartlaştırma, saflıklarını kontrol etmek kolay değildir.

Nano malzemeler, yüz kreminden, bilgisayar çipine kadar birçok alanda kullanılacak ve 2014'te trilyonlarca dolarlık nano teknolojik pazarı doğacaktır. Çipin yüzeyini çok küçük plakalardan oluşturmak, bilgisayar kullanıcıları için problem değildir. Araba kapılarına kırılma direncini artıran nano karbon tüp yerleştirmek sürücüleri korkutmaz. Büyük soru ömürleri dolduktan sonra bu öğelerin ne olacağıdır?

Yenilik ve potansiyel fayda herkesi büyülemiştir. Aşırı küçük parçacıklar beyine girebilecek, beyin hastalıklarının tedavisinde kullanılabilecektir. Nano malzemeler; daha iyi pil, yeşil enerji ve temiz su üretimini mümkün kılacaktır. NNEI'ye göre problem şudur; nano teknoloji araştırma ve geliştirmeler, regülasyon, sosyal ve çevre etki çalışmalarından çok hızlıdır.

Sonuç

Tüketiciler geleceğin teknolojisi olarak sunulan nano teknoloji ürünlerinden (kozmetik, hazır giyim, güneş gözlüğü, spor malzemeleri ve kişisel bakım) endişe ediyorlar. Bilim adamları ise nano parçacıklar güvensiz demiyorlar, sadece etkileri konusunda bilgi eksiğini vurguluyorlar. Potansiyel risk vardır ve çalışılması çok zor olan nano güvenlik ve sağlık faaliyetleri yürütülmelidir. Çevreye yayılmaları ölçülemediğine ve bir nano parçacığın ağırlığı belirlenemediğine göre neyi, nasıl inceleyecek ve kontrol edeceksiniz?  TÜBİTAK bu amaçla  araştırma yaptırmalı, destek vermeli, zoru başarmalı ve tüketiciyi bilgilendirmelidir. "İnsan sağlığı için hiçbir şeyi esirgemeyiz" sözü o zaman tutulmuş olur.