Modeling and path planning of customized wound matrix for bioprinting
3 boyutlu biyo-basım için kişiye özel yara modellemesi ve basım yolu hesaplanması
- Tez No: 478647
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BAHATTİN KOÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Bioengineering, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Bası yaraları ve diyabetik ülserler de dahil olmak üzere kronik yaralar, psikolojik ve ekonomik açıdan zahmetli sağlık sorunları olduğu için dünya çapında ciddi bir sosyo-ekonomik etkiye sahiptir. Kronik yaraların iyileşmesi birkaç ay sürebileceğinden, yara iyileşimini hızlandırmak için birçok doku rejenerasyonu teknolojileri geliştirilmektedir. Üç boyutlu (3B) biyobasım teknolojisi, doku mühendisliğinde kullanılabilecek esnek bir araç ve geleneksel tedavi yöntemlerinin yan etkilerine çözüm sunabilecek bir alan olarak ortaya çıkmıştır. Bu yöntem kullanılarak canlı hücreler diğer biyo-malzemelerle, bilgisayar destekli tasarıma dayalı olarak katman-katman basılarak 3B doku yapıları oluşturulur. Bilgisayar destekli modeli oluşturmak için hastanin yarasının geometrisi, bilgisayarlı tomografi, ultrason ve manyetik rezonans (MR) gibi çeşitli görüntüleme teknikleri kullanılarak iki boyutlu enine kesitler halinde elde edilir. Bu çalışmada, iki boyutlu düzlemsel konturlardan 3B yara yüzeyini oluşturmak için yeni bir algoritma geliştirilmiştir. Elde edilen 3B yara modeli, yara boyutu takibi ve 3B biyobasım için gözenekli doku iskelelerin geliştirilmesi için kullanılabilir. Bu yöntem kullanılarak, üst konturların alanlarının alt konturların alanları kapsadığı varsayımını sağlayan her düzlemsel eğri verisi üzerinde kıvrımı olmayan pürüzsüz 3B yüzey üretilebilir. Ayrıca, geliştirilen kod ile elde edilen yüzey kullanılarak, homojen gözenekli doku iskeleleri ve biyo-basım yol hesaplanması otomatik olarak üretilmiştir. Geliştirilen algoritma ile, yaygın olarak kullanılan iki yöntem olan“iki veya daha fazla \mbox{geometrik} şekil arasında yüzey oluşturma”ve“yol kullanarak yüzel oluşturma”karşılaştırıldığında görsel olarak daha pürüzsüz ve uyumlu yüzeyler oluşturduğu görülmüştür. Geliştiren algoritma, seyrek kontur verileri üzerinde, farklı şekillere ve keskin kenarlara sahip \mbox{verilerde} ve farklı kollara ayrılan konturlarda da düzgün ve bükümlü olmayan yüzeyler oluşturur.
Özet (Çeviri)
Chronic wounds, including pressure and diabetic ulcers, constitute a serious and expensive health care problem as they have a considerable socio-economic impact worldwide. As it may take several months for the healing of chronic wounds, in order to improve wound healing, 3D bioprinting has emerged as an important tool in regenerative medicine to address the challenges of current treatment methods such as the risk and expense of surgery, donor site morbidity, infection and host rejection. Bioprinting fabricates customized biological constructs by depositing living cells, biomaterials and growth factors layer-by-layer based on a computer-aided-design (CAD). However, the data obtained by various imaging methods such as computed axial tomography (CAT), ultrasound, and magnetic resonance imaging (MRI) provides a series of two-dimensional cross-sections. The main problem is to reconstruct the 3D surfaces from two-dimensional contours. In this study, a new algorithm is proposed to regenerate the wound surface from planar cross-sections and resulting CAD model can be used in wound measurement and patientspecific porous scaffold generation for 3D bioprinting. The proposed method generates smooth and non-twisted NURBS surfaces from a set of planar cross-sections satisfying the assumption of higher cross-sections involves the area bounded by lower cross-sections which is the case of wound geometries. Also, homogeneous porous scaffolds and threedimensional bioprinting path planning are developed based on the resulting wound surface by using the developed algorithm. The proposed algorithm provides more accurate surfaces for complex wound geometries, compared to two commonly used methods: curve lofting and swept surface generation. The developed algorithm approximates smooth and non-twisted surfaces on the cross-sections with sudden changes in shape, sharp edges and multiple branches.
Benzer Tezler
- Dönel simetrik elemanların modüler tasarımı CAM-CNC integrasyonu ve simülasyonu
Modular design, CAM-CNC integration and simulation of rotational parts
HAKAN MESTÇİ
- İnşaat taahhüt işletmelerinde faaliyet tabanlı bütçeleme temelinde ön maliyetleme: Bir otoyol projesi uygulaması
Pre-costing in the scope of activity based budgeting in construction contracting enterprises: A highway project implementation
ATİLLA SALTUKOĞLU
Doktora
Türkçe
2020
İşletmeİstanbul Ticaret ÜniversitesiMuhasebe Denetim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM YÜKSEL PAZARÇEVİREN
- Development of vision-based mobile robot control and path planning algorithms in obstacled environments
Engelli ortamlarda görüntü tabanlı mobil robot kontrolü ve yol planlama algoritmalarının geliştirilmesi
MAHMUT DİRİK
Doktora
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİnönü ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ADNAN FATİH KOCAMAZ
- Kinematic modeling and path planning with collision avoidance for multiple cartesian arms
Çoklu kartezyen manipulatörlerin kinematik modellenmesi ve çarpışma sakınımlı yörünge planlaması
NİHAN YEŞİLOĞLU
- Motion modelling and time optimal trajectory planning for an industrial robot
Endüstriyel bir robot için hareket modellemesi ve minimum zaman yörünge planlaması
HÜSEYİN ÜTÜKLERLİ