Metatarsal birinci kemiğin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ZELİHA COŞKUN
Danışman: YASİN KİŞİOĞLU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:İnsan ayak metatarsal kemikleri (tarak kemikleri) vücuttaki en kısa kemiklerden olup, aynı anda çok farklı yüklere maruz kalarak çabuk kırılma vakalarına rastlanmaktadır. Bu olumsuzlukları gidermek için ortopedik fixasyon yöntemleri kullanılır. Bu işlemler için, bir dizi klinik, medikal ve biyomekanik çalışmalar sonucu ile metatarsal kemik yapılarını ve mekanik özelliklerini belirlemek gerekmektedir. Buna benzer sorunlara sahip femur ve tibia gibi uzun kemikler üzerine çok sayıda klinik ve biyomekanik çalışmalar yürütülmüştür. Ancak, metatarsal veya metakarpal gibi kısa kemikler üzerine sınırlı çalışmalar görülmektedir. İnsan vücudundaki kemiklerin mekanik özellikleri, ya kadavralardan alınan numuneler ya da medikal görüntüleme teknikleri kullanılarak belirlenir. Medikal görüntüleme veya klinik yöntemlerde ise, dokulardan alınan örnekler veya çeşitli görüntüleme teknikleri ile kemik yoğunluk hesaplamaları yapılmaktadır. Kadavradan alınan numuneler tahribatlı/tahribatsız biyomekanik testlere tabi tutulurlar. Ancak, kadavra bulmanın zorluğu ile araştırmacılar deneysel çalışmalarda gerçek kemik modeli yerine yapay kemik kullanmaktadırlar. Bu tez çalışmasında, hem biyomekanik testler hem de medikal görüntüleme teknikleri kullanımı ile insan metatarsal birinci kemiğin mekanik özellikleri belirlenmeye çalışılmıştır. Bunun için, Kocaeli Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi Radyoloji Bölümünden 8 farklı hastanın ayaklarına ait Bilgisayarlı Tomografi (BT) görüntüleri elde edilmiştir. Elde edilen BT görüntüleri kullanılarak metatarsal kemikler farklı görüntü bölgelerine ayrılarak kemiklerin yoğunlukları hesaplanmıştır. BT görüntülerinden elde edilen metatarsal birinci kemiğin üç boyutlu katı modeli kullanılarak yapay kemik modelleri üretilmiştir. Yapay kemik üretimi, katmanlı üretim tekniği FDM (ergiyik yığma modelleme) ile polimer PLA (Polylactic acid) malzemesi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Gerçek metatarsal kemiğin mekanik özelliklerine yakın yapay kemikler üretebilmek için, katmanlı üretim tekniği ile farklı yazdırma parametreleri (desen, kortikal duvar kalınlığı, iç doluluk oranı vb.) kullanılarak farklı trabeküler yapılara sahip toplam 24 adet model üretilmiştir. Üretilen yapay metatarsal kemik modelleri burulma testine tabi tutularak farklı trabeküler yapılara ait kemik modellerin mekanik özellikleri hesaplanmıştır. Elde edilen yapay metatarsal kemik değerleri, gerçek metatarsal kemik ve BT görüntüleme tekniği ile elde edilen metatarsal kemik değerleri ile karşılaştırılmıştır. Burulma testlerini gerçekleştirebilmek için, kalibrasyonu da bu tez kapsamında yapılan bir burulma test cihazı geliştirilmiş ve üretilmiştir.