Nitinol enjeksiyon iğnesinin yumuşak doku üzerindeki davranışı
Behavior of nitinol injection needle on soft tissue
Yazar: DEREN AKSOY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BİRGÜL AŞÇIOĞLU TEMİZTAŞ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ BERNA BOLAT
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Şekil hafızalı alaşımlar (ŞHA) akıllı metaller grubunda yer almakta olup üstün mekanik ve fiziksel özellikleri sayesinde sıkça kullanılan malzemelerdir. Biyomedikal başlıca kullanım alanları arasındadır. Faz değişim özelliği ile şekil değiştirebilme yeteneği sayesinde biyomedikal alanda kullanımı oldukça yaygınlaşmış olup bu alanda deneysel çalışmalar hala devam etmektedir.
Günümüzde sağlık alanında en çok uygulanan prosedürlerden biri enjeksiyon işlemidir. Bu işlem tamamen insan kontrolünde gerçekleşmektedir. İğnenin dokuya girme miktarı, açısı ve hızı; enjeksiyon işlemini etkileyen önemli parametrelerdir. Dokuda oluşturmuş olduğu deformasyonu minimize etmek ve insan faktörünü kısmi olarak azaltmak adına çalışmalar yapılmalıdır.
Enjeksiyon tekniklerinde intramasküler enjeksiyonun önemli bir yeri bulunmaktadır. Bunun sebebi dış doku katmanlarının hepsini geçerek direkt kas içine enjeksiyon yapmasıdır. Enjeksiyon sırasında kullanılan z tekniği sayesinde kas içine enjekte edilmiş olan maddenin doku dışında sızması engellenmektedir. Z tekniği tamamen kişi kontrolünde yapılmaktadır.
Bu çalışmada biyomedikal alanda kullanılan şekil hafızalı alaşımların enjeksiyon iğnesine entegre edilebilmesi hedeflenmiştir. Şekil hafızalı alaşımın faz değişim özelliğinden faydalanılarak, günümüzde intarmasküler enjeksiyonda kullanılan z tekniği kullanılmadan enjeksiyon işleminin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır.
Gerçekleştirilen bu tez kapsamında şekil hafızalı alaşımlar, enjeksiyon teknikleri ile ilgili literatür araştırmaları yapılarak enjeksiyon iğnesinin yumuşak dokuya batması deneysel ortamda simüle edilmiş ve uygun faz değişim modeli nonlineer sonlu elemanlar analizi oluşturulmuştur. Bu simülasyonda, z tekniği şekil hafızalı alaşımın faz değişimi ile sağlanmıştır. İnsan dışı faktörlerle z tekniğinin enjeksiyon işlemine uyarlanması sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmiştir.

Abstract:
Shape memory alloys (SMA) are in the smart metals group and are frequently used materials due to their superior mechanical and physical properties. Biomedicine is among the main areas of use. Thanks to its phase change feature and its ability to change shape, its use in the biomedical field has become quite widespread and experimental studies are still continuing in this field.
One of the most applied procedures in the field of health today is injection. This process is completely under human control. The amount, angle and speed of needle penetration into the tissue; are important parameters affecting the injection process. Studies should be carried out in order to minimize the deformation in the tissue and partially reduce the human factor.
Intramuscular injection has an important place in injection techniques. The reason for this is that it crosses all the outer tissue layers and injects directly into the muscle. Thanks to the z technique used during the injection, the substance injected into the muscle is prevented from leaking out of the tissue. The Z technique is performed completely under the control of the person.
In this study, it is aimed to integrate shape memory alloys used in the biomedical field into the injection needle. By making use of the phase change feature of the shape memory alloy, it is aimed to perform the injection process without using the z technique used in intramuscular injection today.
Within the scope of this thesis, literature research on shape memory alloys and injection techniques was carried out, and the penetration of the injection needle into the soft tissue was simulated in the experimental environment and the appropriate phase change model, nonlinear finite element analysis was created. In this simulation, the z technique is provided by phase change of the shape 
memory alloy. The adaptation of the z technique to the injection process with non-human factors has been examined by the finite element method.