Biyouyumlu cerrahi kafes yapı tasarımlarının mühendislik özelliklerinin karşılaştırılması
Comparison of the engineering aspects of biocompatible surgical mesh structure designs
Yazar: NURSİMA ÇOBAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERCÜMENT ÖZER
İstanbul Yeni Yüzyıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
İzotaktik polipropilenden klasik trikotaj örgü yöntemiyle üretilen cerrahi meshler dokular üzerinde aşındırma gibi sorunlar yaratabilmektedir. Bu çalışmada biyouyumlu bir termoplastik polimer olan sindiyotaktik polipropilen kullanılarak katmanlı üretim yöntemiyle üretilen farklı kafes yapı tasarımları, yırtılmaya ve çekmeye karşı dayanıklılıkları ve uzama özellikleri açısından incelenerek karşılaştırılmış ve elde edilen test verileri üzerinden farklı tasarımsal amaçlarla kullanılabilecek matematiksel sonuçlar elde edilmiştir. Numuneler, izotaktik polipropilenden klasik trikotaj örgü yöntemiyle üretilen ve dokularda aşındırma sorunları yaratabilen cerrahi meshlere alternatif oluşturabilecek formlarda tasarlanmış ve izotaktik polipropilene göre esnekliği daha yüksek olan, üç boyutlu baskı yöntemiyle şekillendirilebilen ve kristalizasyon sıcaklığı 83 °C olan sindiyotaktik polipropilen filament kullanılarak üretilmiştir. Numuneler 0,6 mm aralıklarla ve aralıksız olarak, her bir katmanın tasarım kalınlığı 0,3 mm olmak üzere, toplam tasarım kalınlıkları 0,6, 0,9 ve 1,2 mm olan,  sırasıyla 2, 3 ve 4 katlı, 0,6, 0,8 ve 1,0 mm çapında sertleştirilmiş çelikten nozüller kullanılarak, tasarım genişlikleri 0,6, 0,8 ve 1,0 mm olan monofilamentlerden oluşan numuneler olarak bastırılmışlardır. Monofilamentlerin 0,6 mm aralıklı olduğu kafeslerdeki yırtılma mukavemetlerinin 13,8 - 48,5 N/mm arasında, maksimum çekme gerilimlerinin 9,7 - 21,0 MPa arasında ve Young Modülü değerlerinin 103,8 - 185,6 MPa arasında değiştiği; monofilamentlerin aralıksız olarak bastırıldığı numunelerdeki yırtılma mukavemetlerinin ise 44,2 - 117,3 N/mm arasında, maksimum çekme gerilimlerinin 7,5 - 20,6 MPa arasında ve  Young Modülü değerlerinin 10,5 - 118,1 MPa arasında değiştiği gözlemlenmiştir. Numune mukavemetlerinin tasarımsal değişkenlerle bağıntıları matematiksel şeklinde ifade edilmiştir.

Abstract:
In this study, various surgical structure designs produced by the layered manufacturing method using syndiotactic polypropylene, a biocompatible thermoplastic polymer, were examined and compared in terms of their tear and tensile strengths and elongation properties, and mathematical results that can be used for different design purposes were obtained based on the test data obtained. The samples were produced using syndiotactic polypropylene filament which can be shaped by three - dimensional printing method, which has a crystallization temperature of 83 °C and which has higher flexibility than isotactic polypropylene. The samples were designed in forms that can be alternative to surgical meshes, that are produced from isotactic polypropylene with the classical knitting method that can cause abrasion problems in tissues. The samples were prepared either with 0.6 mm intervals or no intervals in 2, 3 and 4 layer samples with design thickness of 0.3 mm and with total thicknesses of 0.6, 0.9 and 1.2 mm and they are produced as consisting of monofilaments with design widths of 0.6, 0.8 and 1.0 mm using hardened steel nozzles with diameters of 0.6, 0.8 and 1.0 mm. Tear strengths in cages where monofilaments are 0.6 mm apart vary between 13.8 - 48.5 N/mm, maximum tensile stresses vary between 9.7 - 21.0 MPa and Young's Modulus values vary between 103.8 - 185.6 MPa; and it was observed that the tear strengths of the samples in which monofilaments with no intervals varied between 44.2 - 117.3 N/mm, maximum tensile stresses varied between 7.5 - 20.6 MPa and Young's Modulus values varied between 10.5 - 118.1 MPa. The relationships between sample strengths and design variables are expressed in the form of mathematical equations.