Determination of mechanical properties of blood vessels and surgical conduits using nonlinear optimization techniques
Doğrusal olmayan optimizasyon yöntemleriyle kan damarlarının ve cerrahi kondüitlerin malzeme özelliklerinin belirlenmesi
- Tez No: 435842
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KEREM PEKKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Mechanical Engineering, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Kalıntı gerilmeleri, Kan damarları, Optimal büyüme, Optimizasyon modelleri, Residual stresses, Blood vessels, Optimal growth, Optimization models
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Embyonik gelişim sırasında damar büyümesi ve yapısındaki değişimler kan akışının ve basıncının oluşturduğu gerilim dağılımı ile ilişkilidir ve bu gerilim dağılımda artık gerilimlerin (residual stresses) büyük rolü vardır. Artık şekil değiştirmeler (residual strains) genellikle canlı dışı (in vitro) deneylerle kesilmiş damar dokusu üzerinde ölçülür. Biz bu çalışmada artık gerilimlerin ve şekil değiştirmelerin optik koherens tomografi ve ultrason yöntemleri gibi canlı içi (in vivo) noninvazif ölçüm teknikleriyle elde edilen basınç-iç yarıçap verilerini kullanarak bulunması ihtimalini araştırdık. Uyulama olarak, damar burkulması vasküler segment olarak kullanılan malzemenin yapısındaki mekaniksel dengesizlikten dolayı oluşur. Bu sebepten vasküler segment olarak burkulmaya dayanıklı uygun malzemelerin seçimi cerrahlar için çok önemlidir. Böylelikle, bu çalışmada vasküler segment olarak yaygın kullanılan PTFE, Dacron ve domuz perikardı gibi üç farklı malzeme üzerinde burulma ile oluşan burkulma etkilerini inceledik. İlaveten, domuz ve insan perikardlarının lineer olmayan malzeme özellikleri incelendi. Canlı organizmaların optimizasyonu mekanik açısından değerlendirildiğinde kalp-damar dokusu, kemik, kıkırdak vs. gibi farklı mekaniksel yüklere maruz kalan biyolojik dokuların malzeme yapılarındaki ve boyutlarındaki değişimleri anlamakta aydınlatıcı bilgiler sunabilir. Böylece biz bu çalışmada arter duvarı boyunca gerilim dağılımını olabildiğince homeostatik gerilim değerlerine yakın ve eşit dağılımlı yapacak muhtemel iki farklı optimizasyon senaryosunu ileri sürdük. İlkinde kan basıncındaki değişim ile malzeme yapısında oluşan değişimler, ikincisinde ise aynı kan basıncı değişimine karşılık malzeme boyutlarında oluşan değişimler incelendi.
Özet (Çeviri)
Vascular growth and remodeling during embryonic development is associated with blood flow and pressure induced stress distribution, in which residual strains and stresses play a central role. Residual strains are typically measured by performing in vitro tests on the excised vascular tissue. In this study, we investigated the possibility of estimating residual strains and stresses using physiological pressure-radius data obtained through in vivo noninvasive measurement techniques, such as optical coherence tomography or ultrasound modalities. As an application, vessel buckling occurs due to the mechanical instability in the structure of the material that is used as vascular conduit. Thus it is essential for surgeons to select appropriate buckling resistant materials for reconstructive surgeries. In this study, torsional buckling effect was examined on three different materials such as PTFE, Dacron and porcine pericardium, which are commonly used as vascular conduits, by using linear elastic model. In addition, nonlinear material properties of porcine pericardium and human pericardium were examined. Finally a mechanical perspective for the optimization of living organisms may provide an understanding of the variation in mechanical properties and sizes of biological tissues including cardiovascular vessels, bones and cartilage, subjected to physiological mechanical loading. Thus in this study we proposed two different approaches to reveal the possible optimization scenarios in which either material properties (remodeling) or sizes (growth) of the arterial wall alter in order to make the stress distribution uniform close to homeostatic stresses as much as possible while the blood pressure increases.
Benzer Tezler
- Biyouyumlu damar greftlerinin mikromekanik özelliklerinin nanoindentasyon ile belirlenmesi
Determination of micromechanical properties of biocompatible vascular grafts by nanoindentation
EMEL BERNA YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BiyomühendislikTokat Gaziosmanpaşa ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN EĞRİ
DOÇ. DR. MUSTAFA OĞUZHAN ÇAĞLAYAN
- Deneysel ve modelleme yöntemleri ile poliüretan filmlerdeki pürüzlülük ve kristalinitenin fibrinojen adsorpsiyonu üzerindeki etkilerinin belirlenmesi
Determining the effects of roughness and crystallinity on fibrinogen adsorption on polyurethane films with experimental and modeling methods
GİZEM KELEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE ÖZGE KÜRKÇÜOĞLU LEVİTAS
- Akut ve subakut dönem travmatik beyin hasarı sonrası pde1b'in etkilediği protein profilinin proteomik açıdan incelenmesi
Proteomic investigation of protein profile affected by pde1b after acute and subacute traumatic brain injury
HAYRİYE ECEM YELKENCİ
- Fotoakustik görüntüleme ile oksijen satürasyonu ölçümünün mürekkep modelinde analizi
Analysis of oxygen saturation measurement in ink model with photoacoustic imaging
ELİF ÇANKAYA KAHRAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ÖZDEMİR
- Bazı esterlerin kinetik incelenmesi ve termodinamik parametrelerin belirlenmesi
Kinetic study and detesmination of thermodnamic parameters of some esters
İBRAHİM TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA CEBE