Kemik delme işleminde ısıl hasarın önlenmesi için matkap tasarımı ve prototip imalatı

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE EĞİTİMİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: KADİR GÖK

Danışman: YASİN KİŞİOĞLU

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Cerrahi operasyonlar sırasında kemik delme sürecinde, arzu edilmeyen sıcaklıktan dolayı artan ısı bazen kemik ve çevre dokularında ciddi hasarlar oluşturabilir. Doku hasarı aşırı ısınma sonucu genellikle 47ºC ve üzeri sıcaklıklarda oluşmakta ve dolayısı ile bu sıcaklık değeri kritik sıcaklık sınırı olarak tanımlanır ve delme sırasında osteonekroza (kemik ölümü) sebep olur. Bu çalışmada, ortopedik cerrahi kemik delme uygulamalarında, aşırı ısınmayı engellemek için yeni bir delme sistemi geliştirilmiş ve prototip olarak imal edilmiştir. Geliştirilen sistem, delme işlemi esnasında istenmeyen sıcaklık artışını önlemek için kapalı devre çalışan soğutma sistemine sahiptir. Bu sistem aynı zamanda, bir cerrahi el matkap makinasına monte edilebilen bir matkap uç mandrenine sahiptir. Sisteme ait iki farklı matkap ucu, 8 ve 10 mm, çaplarında üretilmiştir. Geliştirilen bu sistem, farklı delme işlemi parametreleri altında laboratuvar ortamında taze sığır kemiklerinin üzerinde delme deneylerine tabi tutulmuştur. Delme deneyi esnasında, hem kemiklerde hem de kemik talaşlarında oluşan sıcaklıklar ölçülmüştür. Bu sıcaklıkları ölçmek için iki farklı sensör, termokupul ve temassız sıcaklık sensörü (TSS) kullanılmıştır. Kemik delme deneyi esnasında, geliştirilen sistemin gizli soğutma kanalının içerisinde soğutma sıvısı olarak su kullanılmıştır. Delme deneyi esnasında oluşan sıcaklıklar hem soğutma sıvısı kullanarak hem de soğutma sıvısı kullanmadan ölçülmüş ve elde edilen sıcaklık değerleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca, kesme hızı, ilerleme hızı ve takım çapı gibi delme işlemi parametrelerinin etkileri de ölçülmüştür. İlaveten, yapılan bu deneysel çalışmalar, sonlu elemanlar analizi (SEA) sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Delme işlemi parametrelerinin sıcaklık artışına ve delme sürecine etkisi de deneysel tasarım metodu kullanılarak optimize edilmiştir.