Biyodestek sistemlerinin mekanobiyolojik davranışının incelenmesi
Investigation of the mechaniological behavior of bio-support systems
- Tez No: 1002937
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN LEKESİZ, DOÇ. DR. ÖMER YUNUS GÜMÜŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Genellikle farklı dokularda meydana gelen rahatsızlıklarda kalıcı vücut içi biyodestek sistemleri kullanılmaktadır. Bu tarz implant malzemeleri iyileşme gerçekleştikten sonra vücut içerisinden ikincil bir cerrahi müdahale ile çıkarılmaktadır. Bu durum hem hastanın konforunu etkileyebilmekte hemde ilave bir maliyete neden olmaktadır. Bu nedenle günümüzde tıbbi uygulamalarda genellikle biyobozunabilme özelliğine sahip ürünlerin kullanımı ön plana çıkmaktadır. Bu malzemelerde ise en büyük sorun iyileşme süreci ile eş zamanlı gerçekleşmeyen biyobozunmadır. Rejenerasyon sürecinde eş zamanlılığı yakalayabilmek adına fizyolojik koşullar altında biyobozunma davranışı detaylı şekilde incelenmesi gerekmektedir. Tez çalışması kapsamında fizyolojik koşullarda bozunabilecek PLA/PCL polimer karışımları ile birlikte PLA/PCL/CNCs nanokompozitleri üretilmiş ve özellikleri tez çalışmasının farklı bölümlerinde detaylı şekilde incelenmiştir. Tezin ilk bölümde PLA matriksine ağırlıkça %10 ve %20 oranlarında PCL dahil edilerek PLA/PCL karışımları elde edilirken, sabit ağırlık oranındaki polimer karışımlarına (9:1 and 8:2 PLA:PCL) ağırlıkça %5 oranında CNC'lerin takviyelendirilmesi ile nanokompozit filamentler elde edilmiştir. Elde edilen filamentlerin farklı özellikleri karakterize edilerek PLA filamenti ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlarda, üretilen tüm filamentlerin FDM uygulamaları için uygun çap aralığında (1,75±0,05 mm) olduğu belirlenmiştir. TGA analizleri, tüm filamentlerin yaklaşık olarak 256 °C'ye kadar termal kararlılıklarını koruyabildiğini ve CNCs içeren filamentlerin daha yüksek termal stabilite sağladığını göstermiştir. Son kısımda MFI, TGA ve DSC verilerine dayalı olarak optimize edilmiş üç boyutlu baskılama parametrelerinde oksetik levhalar üretildi ve iyi boyutsal kararlılık elde edilmiştir. Tez çalışmasının ikinci bölümünde temsili hacim elemanları (THE) modellenerek malzemelere ait elastik sabitler tahminlenmiş ve doku iskelelerinin kemik doku uygulamalarında kullanılabilirliği biyomekanik açıdan tartışılmıştır. Oluşturulan THE'lerin deneysel sonuçlar ile uyum içerisinde olduğu gözlemlenmiştir. Farklı gözeneklilik oranlarında üretilen doku iskelelerinin elastik modül değerlerinin kemik doku uygulamaları için uygun olduğu gözlemlenmiştir. Tez çalışmasının son bölümünde ise biyomekanik uygunluğu tespit edilen doku iskelelerinin bozunma davranışları detaylı şekilde incelenmiştir. Bozunma çalışmaları yüklü ve yüksüz koşullar altında fizyolojik koşulları yansıtan in vitro deneyler ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlarda nanokompozit esaslı doku iskelelerinin daha fazla su emebildiği, dolayısıyla daha çok bozunabildikleri tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Permanent implantable bio-support systems are commonly used in the treatment of disorders occurring in different tissues. Such implant materials are removed from the body through a secondary surgical intervention after the healing process is completed. This situation may negatively affect patient comfort and lead to additional costs. Therefore, the use of biodegradable products has recently gained prominence in medical applications. However, the major challenge associated with these materials is that biodegradation does not occur synchronously with the healing process. In order to achieve synchronization during the regeneration process, the biodegradation behavior under physiological conditions must be investigated in detail. Within the scope of this thesis, PLA/PCL polymer blends capable of degrading under physiological conditions, as well as PLA/PCL/CNCs nanocomposites, were produced and their properties were comprehensively examined in different sections of the study. In the first part of the thesis, PLA/PCL blends were obtained by incorporating PCL into the PLA matrix at weight ratios of 10% and 20%. Nanocomposite filaments were then produced by reinforcing the polymer blends at fixed weight ratios (9:1 and 8:2 PLA:PCL) with 5 wt% CNCs. The properties of the resulting filaments were characterized and compared with those of neat PLA filaments. The results showed that all produced filaments were within the diameter range suitable for FDM applications (1.75±0.05 mm). TGA analyses indicated that all filaments maintained thermal stability up to approximately 256 °C, and that filaments containing CNCs exhibited higher thermal stability. In the final part of this section, auxetic sheets were fabricated using optimized three-dimensional printing parameters based on MFI, TGA, and DSC data, and good dimensional stability was achieved. In the second part of the thesis, representative volume elements (RVEs) were modeled to estimate the elastic constants of the materials, and the suitability of the tissue scaffolds for bone tissue applications was discussed from a biomechanical perspective. The modeled RVEs were observed to be in good agreement with experimental results. The elastic modulus values of tissue scaffolds produced with different porosity ratios were found to be suitable for bone tissue applications. In the final part of the thesis, the degradation behaviors of the tissue scaffolds that were determined to be biomechanically suitable were examined in detail. Degradation studies were conducted under both loaded and unloaded conditions using in vitro experiments that simulated physiological conditions. The results revealed that nanocomposite-based tissue scaffolds exhibited higher water absorption capacity and, consequently, higher degradation rates.
Benzer Tezler
- Bamako (Mali) şehrinde çevresel sorunlar
Environmental problems in Bamako district – Mali
YOUSSOUF KONTA
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kamu YönetimiOndokuz Mayıs ÜniversitesiCoğrafya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMALETTİN ŞAHİN
- Termal enerji depolamada biyoesinlenme, biyokimyasal malzemeler ve yöntemler
Bio inspiration, biochemical materials and methods in thermal energy storage
ÖZGE GÜNGÖR
- Assessing the impacts of urban land use/land cover change on soil ecosystem services
Kentsel arazi kullanımı/arazi örtüsü değişiminin toprak ekosistem servisleri üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi
MELTEM DELİBAŞ
Doktora
İngilizce
2023
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AZİME TEZER
- Mobil telefon kullanımına bağlı oluşan 900-1800 mhz radyo frekans dalgalarının meydana getirdiği elektromanyetik alanın iliak kanat kemik mineral yoğunluğuna etkisi
The effect of electromagnetic fields on bone mineral density of iliac bone produced by 900-1800 mhz radio frequency waves dependent on cellular phone usage
BEŞİR ANDAÇ AKSOY
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2006
Ortopedi ve TravmatolojiSüleyman Demirel ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NEVRES HÜRRİYET AYDOĞAN
- Climate change impacts on primary production and economically important fish stocks in the Black Sea
Karadeniz'de iklim degişikliğinin ilk üretim ve ekonomik değeri olan balık stoklarına olan etkileri
SELİN KÜÇÜKAVŞAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
EkonometriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiYer Sistem Bilimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEN YILMAZ
YRD. DOÇ. DR. HAKAN ERCAN