Kornea körlüğünün tedavisi için 3D baskı teknolojisiyle alternatif yaklaşımların sunulması ve yapay korneanın özelliklerinin araştırılması
Presenting alternative approaches with 3D printing technology for the treatment of corneal blindness and investigating the properties of artificial cornea
- Tez No: 1024283
- Danışmanlar: PROF. DR. YASEMİN ÖZTEKİN, DR. ÖĞR. ÜYESİ PEMBEGÜL UYAR ARPACI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Kimya, Bioengineering, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Dijital tasarımların fiziksel nesnelere dönüştürülmesini mümkün kılan üç boyutlu baskı teknolojisi, bilgisayar kontrollü katmanlı üretim prensibine dayanan bir imalat yöntemidir. Günümüzde bu teknoloji; eğitim, sağlık, otomotiv, gıda, inşaat, havacılık ve savunma sanayisi gibi pek çok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Teknolojik ilerlemelerle birlikte bu teknolojiler, hastaya özgü implant üretimi, cerrahi planlama süreçlerinin iyileştirilmesi, karmaşık anatomik yapıların düşük maliyetle ve yüksek hassasiyetle modellenebilmesi gibi uygulamalarıyla sağlık alanında kişiselleştirilmiş tıp anlayışına önemli katkılar sunmaktadır. Bu tez çalışmasında, erimiş biriktirme modellemesi (FDM) ve stereolitografi (SLA) teknikleri ile polilaktik asit (PLA), polietilen tereftalat glikol (PETG) ve poliüretan (PU) materyalleri kullanılarak üretilen insan kornea modellerinin fiziksel, kimyasal, termal, mikroskobik ve biyolojik özelliklerinin incelenmesi; bu üretim teknikleri ve materyallerin doğal insan korneasının yapısal ve fonksiyonel gerekliliklerini karşılama potansiyelinin değerlendirilmesi amaçlandı. Baskılanan kornea modellerinin fiziksel karakterizasyonu kapsamında hidrofilik/hidrofobik özelliklerin değerlendirilmesi amacıyla temas açısı ölçümleri gerçekleştirildi; boyutsal kararlılık ve hidrofilik davranışın incelenmesi için şişme-bozulma testi, optik özellikler ve bariyer fonksiyonlarının değerlendirilmesi için ise şeffaflık testi yapıldı. Kimyasal karakterizasyon kapsamında, baskılanan korneaların yapısal bileşimini incelemek amacıyla fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi kullanıldı. Termal karakterizasyonda camsı geçiş sıcaklığı ve erime sıcaklığı gibi özellikler diferansiyel taramalı kalorimetri cihazı ile değerlendirildi. Mikroskobik karakterizasyon kapsamında, mikro yapısal morfoloji ve yüzey topografyasının ayrıntılı olarak incelenmesi amacıyla taramalı elektron mikroskobu kullanıldı. Biyolojik karakterizasyon kapsamında ise baskılanan korneaların biyouyumluluk ve sitotoksisite özellikleri, L929 fare fibroblast hücreleri kullanılarak gerçekleştirilen in vitro hücre canlılığı testleri ile değerlendirildi. Su temas açısı ölçümleri sonucunda, PETG filament ile baskılanan kornea modelinin 68,85° temas açısı değeri ile doğal kornea yapısına benzer şekilde daha hidrofilik karakter sergilediği belirlendi. Şişme analizlerinde, baskılanan tüm kornea modellerinin yapısal kararlılığını koruduğu; en yüksek sıvı absorbsiyonunun ise %9,37 şişme oranı ile PU bazlı reçine ile baskılanan kornea modeline ait olduğu tespit edildi. Şeffaflık testi sonucunda, PU bazlı reçine ile baskılanan kornea modelinin doğal korneaya en yakın ışık geçirgenliğine sahip olduğu ve 400 nm'de ortalama geçirgenlik değerinin %75 olduğu görüldü. Taramalı elektron mikroskobu görüntüleri, baskılanan kornea modellerinin genel olarak pürüzsüz yüzey morfolojisine sahip olduğunu gösterdi. ISO 10993-5 standardına göre yürütülen biyouyumluluk ve MTT sitotoksisite testleri değerlendirildiğinde, UV ışık altında sterilize edilen gruplarda PETG filament ile; hidrojen peroksit buharı yöntemiyle sterilize edilen gruplarda ise hem PLA hem de PETG filament ile baskılanan kornea modellerinin hücresel canlılık açısından en uygun sonuçları verdiği belirlendi. Elde edilen bulgular doğrultusunda, FDM ve SLA teknikleri karşılaştırıldığında kornea modeli baskılama için FDM tekniğinin daha uygun olduğu sonucuna varıldı. PU bazlı reçine ile baskılanan kornea modelinin sitotoksik sonuçlar göstermesi nedeniyle, PLA ve PETG filamentler arasında yapılan değerlendirmede PETG'nin karakterizasyon verilerinin doğal kornea yapısına PLA'ya kıyasla daha yakın olduğu görüldü. Bu nedenle, kornea modeli baskılama işlemi için en uygun baskı materyalinin PETG filament olduğuna karar verildi.
Özet (Çeviri)
Three-dimensional (3D) printing technology, which enables the transformation of digital designs into physical objects, is a manufacturing method based on the principle of computer-controlled additive manufacturing. Today, this technology is widely used in many fields, including education, healthcare, automotive, food, construction, aerospace, and defense industries. With technological advancements, 3D printing technologies have made significant contributions to personalized medicine in healthcare through applications such as patient-specific implant production, improved surgical planning, and the low-cost, high-precision modeling of complex anatomical structures. This thesis aimed to investigate the physical, chemical, thermal, microscopic, and biological properties of human cornea models produced using polylactic acid (PLA), polyethylene terephthalate glycol (PETG), and polyurethane (PU) materials through fused deposition modeling (FDM) and stereolithography (SLA) techniques, and to evaluate the potential of these production techniques and materials to meet the structural and functional requirements of the natural human cornea. Within the scope of physical characterization, contact angle measurements were performed to evaluate the hydrophilic/hydrophobic properties of the printed cornea models; swelling-degradation tests were conducted to examine dimensional stability and hydrophilic behavior; and transparency tests were carried out to assess optical properties and barrier functions. For chemical characterization, fourier-transform infrared spectroscopy was used to examine the structural composition of the printed corneas. In thermal characterization, properties such as glass transition temperature and melting temperature were evaluated using differential scanning calorimetry. For microscopic characterization, scanning electron microscopy was used to examine microstructural morphology and surface topography in detail. Within the scope of biological characterization, the biocompatibility and cytotoxicity properties of the printed corneas were evaluated using in vitro cell viability tests performed with L929 mouse fibroblast cells. Water contact angle measurements revealed that the cornea model printed with PETG filament exhibited a more hydrophilic character, similar to the natural cornea structure, with a contact angle value of 68,85°. Swelling analyses showed that all printed cornea models maintained their structural stability, while the highest liquid absorption was observed in the model produced from PU-based resin, with a swelling rate of 9,37%. Transparency testing demonstrated that the cornea models printed with PU-based resin had the closest light transmittance to the natural cornea, with an average transmittance of 75% at 400 nm. Scanning electron microscopy images showed that the printed cornea models generally had a smooth surface morphology. According to the biocompatibility and MTT cytotoxicity tests conducted in accordance with ISO 10993-5, the cornea models printed with PETG filament in the UV-sterilized groups, and those printed with both PLA and PETG filaments in the hydrogen peroxide vapor-sterilized groups, provided the most favorable results in terms of cell viability. Based on these findings, it was concluded that the FDM technique was more suitable for cornea model printing when compared with the SLA technique. Since the cornea models printed with PU-based resin showed cytotoxic results, PLA and PETG filaments were further evaluated, and PETG was found to have characterization data closer to the natural cornea structure than PLA. Therefore, PETG filament was determined to be the most suitable printing material for cornea model production.
Benzer Tezler
- Komplikasyonsuz fakoemülsifikasyon cerrahisinin koroid ve ganglion hücre kompleksi kalınlığına etkilerinin değerlendirilmesi
The effects of uncomplicated phacoemulsification surgery on choroidal thickness, and ganglion cell complex thickness
KADRİYE DEMİR BONCUKÇU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2022
Göz HastalıklarıSakarya ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN ÇELİK
- Prematüre retinopatisi nedeniyle intravitreal anti vegf tedavisi uygulanan hastaların 5-12 yaş arası kontrollerinde ön ve arka segment bulgularının korneal topografi, optik koherens tomografi anjiografi ve geniş açılı fundus fotoğrafı ile değerlendirilmesi
The evaluation of anterior and posterior segment findings in patient aged 5-12 years who have undergone intravitreal anti vegf therapy for retinopathy of prematurity, using corneal topography, optical coherence tomography angiography and wide-field retinal imaging
METİN EREN DEMİRER
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
Göz HastalıklarıSağlık Bilimleri ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. BERNA DOĞAN
- Açık açılı glokomlu olgularda latanoprostun santral kornea kalınlığı, ön kamara derinliği, maküla kalınlığı ve volümü üzerine etkisinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
CEMAL ÇAVDARLI
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2013
Göz HastalıklarıSağlık BakanlığıGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ALPER YARANGÜMELİ
- Enfeksiyöz üveitlerde görme prognozunu etkileyen faktörler
Factors affecting visual prognosis in infectious uveitis
HASAN ÖNCÜL
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2010
Göz HastalıklarıSağlık BakanlığıGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜGE PINAR ÇAKAR ÖZDAL
- Gelişimsel kataraktı olan çocuklarda katarakt cerrahisinin aksiyel uzunluk ve ön segment parametrelerine olan uzun dönem etkisinin incelenmesi
Investigation of the long-term effect of cataract surgery on axial length and anterior segment parameters in children with developmental cataract
EMIL AHMADLI
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
Göz HastalıklarıEge ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF DEMİRKILINÇ BİLER