3 boyutlu biyoyazıcı modellenmesi ve tasarımının geliştirilmesi
3 dimensional bioprinter modeling and design development
Yazar: VOLKAN BAKİ
Danışman: DOÇ. DR. KADRİYE KIZILBEY
İstanbul Yeni Yüzyıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Üç boyutlu (3B) biyoyazıcılar, Doku Mühendisliği ve Rejeneratif Tıp alanlarında kullanılan ve birçok probleme çözümler sunan son teknoloji biyomedikal cihazlardır. Biyoyazıcılar, geleneksel doku mühendisliği tekniklerinin getirdiği kısıtlamaları aşmak amacıyla geliştirilen bir teknolojidir. Dokuların ve organların üretimi, yeni geliştirilen bir yöntem olarak baskılama veya 3B fabrikasyon teknolojilerinin kullanılması ile mümkün hale gelmiştir. Bu yaklaşım biyomalzemeler içinde hücrelerin hassas bir şekilde yerleştirilmesini sağlar. Bu çalışmada SolidWorks ile üç boyutlu biyoyazıcı tasarımı yapılıp, CNC ve torna makineleri ile prototip imalatı yapılmıştır. Biyoyazıcının ekstruderi dişliler sayesinde motorun dönme hareketini şırıngaya aktarmaktadır. Elektronik devrenin kontrolü için Duet3d firmasının "Duet 2" elektronik kartı ve ekran olarak "PanelDue" ürünü tercih edilmiştir. Biyoyazıcıda, eksenlerindeki hareketi sağlayan üç ve ekstruderde bir adet olmak üzere toplam dört motor bulunmaktadır. Tabladan dökülebilecek sıvıların kızaklara zarar verebileceği ihtimaline karşın X eksen hareketi kayış-kasnak sistemi ile sağlandı. Diş macunu ile denemeler yapılarak sistemin çalışması kontrol edilmiştir. Denemeler sonucunda, üretilen bu biyoyazıcının istenilen kalitede baskılar alınabilecek bir 3 boyutlu biyoyazıcı olduğu görülmüştür. Bu projede, hala gelişmekte olan biyoyazıcı teknolojisine uygun tasarlanan bu ürün sayesinde, ülkemizde geleceğin öncelikli tıbbi araştırma alanlarından biri olan Rejeneratif Tıp ve Doku Mühendisliği konusunda araştırma yapma fırsatı sunacak yerli üretim bir 3B biyoyazıcı geliştirilmiştir.

Abstract:
Three-dimensional (3D) bioprinters are cutting-edge biomedical devices that are used in the fields of Tissue Engineering and Regenerative Medicine and offer solutions to many problems. Bioprinters are a technology developed to overcome the limitations of traditional tissue engineering techniques. The production of tissues and organs has become possible with the use of printing or 3D fabrication technologies as a newly developed method. This approach enables precise placement of cells within biomaterials. In this study, a three-dimensional bioprinter was designed using SolidWorks, and prototypes were manufactured with CNC and lathe machines. The extruder of the bioprinter transfers the rotational movement of the motor to the syringe thanks to the gears. For the control of the electronic circuit, the "Duet 2" electronic card of the Duet3d company and the "PanelDue" product as the screen were preferred. There are a total of four motors in the bioprinter, three of which provide the movement in its axes and one in the extruder. X-axis movement was provided with a belt-pulley system, in case the liquids spilled from the table could damage the slides. The operation of the system was checked by experimenting with toothpaste. As a result of the trials, it has been seen that this bioprinter is a 3D bioprinter that can print at the desired quality. In this project, a domestically produced 3D bioprinter has been developed that will offer the opportunity to conduct research on Regenerative Medicine and Tissue Engineering, one of the future medical research areas in our country.