Eklemeli imalat ile kişiye özel kafatası implantının geliştirilmesi

Abstract

Tıp bilimi perspektifinden ele alındığında, mühendislik alanında hızla gelişen ve yenilikçi bir üretim yöntemi olarak öne çıkan eklemeli imalat, son yıllarda önemli bir ivme kazanmıştır. Bu üretim yöntemi, kişiye özel doku, kemik, kıkırdak ve implantların tasarımı ve üretimi alanında büyük ilerlemeler sağlamış, bireye özgü karmaşık yapıların üretimini olağan bir hale getirmiştir. Bu çalışmada, kafatasında meydana gelen bir hasarın onarımı için biyolojik olarak uyumlu bir implantın tasarımından analizine kadar olan süreç detaylı bir şekilde ele alınmıştır. Süreç, verilerin toplanması ve bu verilerden faydalanılarak CAD modelinin oluşturulmasıyla başlamış, ardından bu modelin üretim aşaması için STL formatına dönüştürülmesiyle devam etmiş ve son olarak sonlu elemanlar yöntemi ile analiz yapılmasıyla tamamlanmıştır. Tasarımın daha dayanıklı ve optimize bir yapıya sahip olması amacıyla, kullanılan farklı kafes yapılarına yönelik karşılaştırmalı analizler gerçekleştirilmiştir. Bu analizler sonucunda elde edilen kuvvet-deplasman ilişkileri ve çatlak başlangıç değerleri, grafikler aracılığıyla farklı kafes yapılarına göre değerlendirilmiş ve sonuçlar karşılaştırmalı olarak sunulmuştur.

From the perspective of medical science, additive manufacturing, which stands out as a rapidly developing and innovative production method in the field of engineering, has gained significant momentum in recent years. This production method has made great progress in the design and production of customised tissue, bone, cartilage and implants, and has made the production of complex structures specific to the individual a commonplace. In this study, the process from the design to the analysis of a biologically compatible implant for the repair of a skull injury is discussed in detail. The process started with the collection of data and the creation of a CAD model using these data, followed by the conversion of this model into STL format for the production phase, and finally completed by analysis with the finite element method. In order to make the design more durable and optimised, comparative analyses were carried out for different cage structures used. The force-displacement relationships and crack initiation values obtained as a result of these analyses were evaluated according to different cage structures through graphs and the results were presented comparatively.