Linear and rotational motion of an on-chip microrobot: Applications on wound scratching process and multi-flow mixing
Bir çip-içi mikrorobotun linner ve dönel hareketi: Yara açma ve farklı akışları karıştırma üzerine uygulamaları
- Tez No: 747768
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜSEYİN ÜVET, DR. ALİ ANIL DEMİRÇALI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Bu tez, 4 serbestlik derecesine (DOF) sahip ve manyetik olarak manipüle edilen mikrorobotlar sayesinde yaranın oluşturulduğu, iki boyutlu bir yara oluşturma sistemini sunmaktadır. In vitro yara iyileştirme testi, çok fazla pahalı ekipman gerektirmeyen basit bir prosedürdür. Amacı, hücrelerin birleşik hücre kültürü üzerinde oluşturulmuş bir yaraya göç etme kapasitesini değerlendirmektir. Bu amaçla, kuvvet ve hız değişkenleri, mikrorobotların hem doğrusal hem de döner hareketi sonlu elemanlar yöntemi (FEM) ile simüle edilmiştir. Devamında ise, mikroakışkan kanalı üretmek için soft litografi kullanılmıştır. Bu mikroakışkan çip içerisinde manyetik olarak manipüle edilen bir mikrorobot kullanılarak yara açılmıştır. Mikroakışkan çipte dinamik hücre kültürü oluşturulmuş ve mikroçip tamamen hücrelerle kaplanmıştır. SU-8 gövdeye ve 3 adet Neodymium (NdFeB) magnete sahip mikrorobot, mikroakışkan çipin içerisine yerleştirilmiştir. Mikrorobotun lineer and rotasyonel hareket kabiliyeti ile birlikte, farklı genişliklerde aynı tip yaralar oluşturmak için hücreler yüzeyden kazınmıştır. Ayrıca farklı yara geometrilerinin yara iyileşmesine etkisi incelenmiştir. Faz kaydırmalı Mach-Zehnder interferometrisi kullanılarak hücre kültürünün zaman içerisinde yükseklik değişimi gözlemlenmiştir. Bu tez için hücre hattı olarak insan umbilikal damar endotel hücre (HUVEC) hattı seçilmiştir. Yara açma sistemi denemelerinin sonuçlarına ve mikrorobotun çeşitli kabiliyetlerine göre, bu sistem aynı tip ve farklı şekillerde yara açma gibi çeşitli avantajlara sahiptir. Buna ek olarak, mikrorobotun dönel hareket kabiliyeti kullanılarak bir mikromikser geliştirilmiştir. Son olarak, bu tez, mikrorobotik yöntemin yara açma ve hücre aktivitelerine yönelik araştırmalar için yeni teknikler geliştirebilme potansiyeline sahiptir.
Özet (Çeviri)
This thesis aims to provide a two-dimensional wound scratching assay in which the wound is created using an especially built and magnetically operated microrobots in 4 degrees of freedom (DOF). The in vitro wound healing assay is a straightforward procedure that does not require a lot of expensive equipment. Its purpose is to evaluate the capacity of cells to migrate into a wound that has been formed on confluent cell culture. For this purpose, the force and speed variables are simulated by the finite element method (FEM) both linear and rotary movement of microrobots. After that, soft lithography was used to fabricate a microfluidic chip. A wound was produced in this microfluidic chip using a magnetically operated microrobot. Dynamic cell culture was created in the microfluidic device. After the device was completely seeded with cells, the microrobot with an SU-8 body and three Neodymium (NdFeB) magnets was placed inside the microfluidic chip. With translational and rotational motion capabilities of the microrobot, the cells were scratched from surface to create uniform wounds with different shapes. In addition, the effect of different wound geometries on wound healing was examined. The phase-shifting incline Mach-Zehnder interferometer technique is used to observe height change of cell culture for line-shaped wound. For this thesis, Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC) were chosen as the cell line. According to the results of trials of the wound scratching system and the various capabilities of microrobot, the system has several advantages such as creating uniform and different shaped wounds. In addition to this, a micromixer was developed using rotational motion capability of the microrobot. Finally, this thesis presented that the microrobotic wound scratching method may open up new lanes for research into wound scratching and cell activities.
Benzer Tezler
- Seri ve paralel maniplatörlerin lineer graf teorisi yaklaşımı ile modellenmesi
A Systems approach to serial and parallel manipulators using graph-theoretic models
BAHAR AŞKIN(ÖNDEROL)
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ALİ NUR GÖNÜLEREN
- Darpa suboff formunun lineer hidrodinamik katsayıları üzerindeki ölçek etkisi
Scale effects on the linear hydrodynamic coefficients of darpa suboff
FURKAN KIYÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER KEMAL KINACI
- Gemiler için kinematik bir stirling motorunun hareket mekanizmalarının incelenmesi
An investigation on driving mechanisms of the kinematic stirling engine for ships
SERDAR METE
Doktora
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- Jenerik denizaltı geometrisinin katsayı tabanlı manevrakarakteristiklerinin had ve analitik çözüm yöntemleri ile analizi
Analysis of coefficient-based maneuvering characteristics of generic submarine geometry by CFD and analytical solution method
OĞUZHAN KIRIKBAŞ
Doktora
Türkçe
2024
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL