Eklemeli imalat teknolojileri ile köpekler için biyomimetik tasarımlı kalça implant sistemi geliştirilmesi
Development of a biomimetic hip implant system for dogs using additive manufacturing technologies
- Tez No: 903874
- Danışmanlar: PROF. DR. PINAR YILGÖR HURİ, PROF. DR. KAAN ORHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Science and Technology, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Köpeklerin kalça eklemindeki dejeneratif değişiklikler ağrıya ve hareket kısıtlılığına neden olarak yaşam kalitelerini olumsuz yönde etkilemektedir. Osteoartrit tedavisi veya femur başı osteotomisi gibi tedavi yöntemlerinin yetersiz kaldığı durumlarda, total kalça artroplastisi sıklıkla tercih edilen ve başarıyla uygulanan bir işlemdir. Ayrıca, kalça displazisi gibi dejeneratif eklem hastalıkları köpeklerde sık görülür ve yürüme güçlüğü, kronik ağrı gibi ciddi sonuçlara yol açabilir. Total kalça protezi tüm bu ortopedik sorunların tedavisinde etkili bir yöntem olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte, veterinerlik implant üretiminde kullanılan geleneksel yöntemler, kemik entegrasyonunu ve rejenerasyonunu teşvik eden, biyolojik işlevsellikte yüzeylere sahip, vakaya özel olarak tasarlanmış anatomik şekilli implantlar oluşturmak için önemli kısıtlar içermektedir. Veteriner hekimlikte kullanılan implantların üretiminde en sık kullanılan yöntem olan dökümle üretim ve yüzey işleme, genellikle implant yüzeyinde engebeli biyomimetik topografya ve anatomic yapıyla birebir uyumlu olmayan şekillerde üretim imkanı sunmaktadır. Eklemeli imalat teknolojisi ise, osteointegrasyonu artıran karmaşık ve entegre kafes yapılarına sahip özelleştirilmiş implantların oluşturulmasına olanak tanımaktadır. Bu nedenle eklemeli imalat, geleneksel yöntemlere göre sunduğu tasarım özgürlüğü nedeniyle, kafes yüzeyli implantların ve biyomimetik özelliklere sahip çeşitli boyutlarda kalça protezi bileşenlerinin üretilmesine olanak sağlaması nedeniyle önemli bir tasarım ve üretim aracıdır. Bu tezin amacı, köpekler için osteointegrasyonu artıracak trabeküler yüzeye sahip bir total kalça protez sistemi geliştirmektir. İmplantlar ve kafes yapılar tasarlanmış ve bu yapılar üzerinde sonlu elemanlar analiz yöntemleri kullanılarak yapısal testler uygulanmıştır. Üretilen metal implantların sitotoksisitesini ve hücre-malzeme etkileşimlerini incelemek için in vitro testler gerçekleştirilmiştir. Araştırmanın bulguları, biyomimetik tasarım ve üretimin mekanik ve biyolojik avantajlarını vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Degenerative changes in the hip joint of dogs lead to pain and restricted movement, negatively impacting their quality of life. In cases where treatment methods such as osteoarthritis management or femoral head osteotomy fall short, total hip arthroplasty emerges as a frequently preferred and successfully implemented procedure. Moreover, degenerative joint diseases like hip dysplasia is frequent in dogs, and can result in severe consequences such as difficulty in walking and chronic pain. Total hip replacement is regarded as an effective method in treating all these orthopedic issues. However, conventional methods used in veterinary implant production is challenging to create customized anatomically-shaped implants with surfaces with biological functionality, hindering bone adhesion and growth. The most frequently used method, machining on cast-produced implants, generally lack the ability to provide perfect anatomical fit with hindered biomimetic topography on the implant surface. Additive manufacturing technology, on the other hand, allows the creation of customized implants with complex and integrated lattice structures that enhances osseointegration. Therefore, additive manufacturing is an important design and production tool due to the design freedom it offers compared to traditional methods, enabling the production of implants with lattice surfaces and hip prosthesis components of various sizes with biomimetic properties. The aim of this thesis is to develop a total hip prosthesis system for dogs, designed with a trabecular surface to enhance osseointegration. Implants and lattice structures were designed, and structural tests were applied using finite element analysis methods on these structures. In vitro tests were performed to study the cytotoxicity of the manufactured metal implants and cell-material interactions. The findings of the study highlighted the mechanical and biological advantages of biomimetic design and production.
Benzer Tezler
- Eklemeli imalat yöntemleri ile üretilecek parçaların malzeme seçimi ve tasarım eniyilemesine yönelik bir yaklaşımın geliştirilmesi
Developing an approach for material selection and design optimization of parts to be produced by additive manufacturing methods
MUHAMMED AKAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA YURDAKUL
- Katmanlı imalat yöntemi ile üretilen Tı6AL4V esaslı desenli yapılarda toz metalurjisi ile seramik katkısının mekanik performansa etkisi
The effect of ceramic reinforcement processed by powder metallurgy on mechanical performance in Ti6AL4V based patterned structures produced by additive manufacturing method
HASAN YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. GÖKHAN KÜÇÜKTÜRK
- Filament beslemeli 3D yazıcının nozul bölgesinin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi ve analizi
Finite element modeling and analysis of nozzle area of filament feed 3D printer
OĞUZHAN EMRE AKBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ATAKAN ALTINKAYNAK
- Ultrasonik birleşme deney düzeneği tasarımı ve ultrasonikbirleşme ile alüminyum folyoların katmanlı birleştirilmesi
Design of an ultrasonic consolidation experimental setup and ultrasonic consolidation of laminated aluminum foils
MUHAMMET KURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ
- Seçici Lazer Ergitme ile Üretilen AlSi10Mg Yeni Kafes Yapılarının Mekanik Performansı
Mechanical Performance of AlSi10Mg Novel Lattice Structures Fabricated by Selective Laser Melting
HÜBANNUR ŞEREMET
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiSivas Bilim ve Teknoloji ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NAZIM BABACAN