BİYOMALZEME UYGULAMALARI İÇİN İNK-JET PRİNTİNG

... konulu sunumlar: "BİYOMALZEME UYGULAMALARI İÇİN İNK-JET PRİNTİNG"— Sunum transkripti:

1 BİYOMALZEME UYGULAMALARI İÇİN İNK-JET PRİNTİNG
SARA UZUĞ İLAYDA ÖZKAN

2 İnk-jet printing Üretim teknolojisine devrim yaratacak nitelikte değişiklikler ve yenilikler getiren üç boyutlu yazıcılar insanoğlunun hayal gücünün zorluyor. Yaratıcı fikirler ve tasarımlar gerçek modellere, son ürünlere, parçalara hızlı bir şekilde dönüşebiliyor. Kullanılmaya başlandığı ilk günden itibaren aklınıza gelebilecek her türlü ürünün yanı sıra çok özel ve ilginç ürünlerde ortaya çıkaran bu yeni nesil teknoloji, geleceği inanılmaz şekilde biçimlendirecek. Uçak, otomobil, yedek parça, ayakkabı, bisiklet oyuncak, takı, aksesuar, saksı, el aletleri sandalye, koltuk,bardak, çatal,kaşık,kimyasal madde, tıbbi malzeme,ilaç, takma diş,tıbbi protez aklınıza gelebilecek her türden çeşit ürün ve en önemlisi insan vücuduna nakledilmek üzere tasarlanan yapay organları üretebilinecek.

3 Kaynak:

4 Kaynak: http://issuu.com/symbiosis06/docs/bilim_ve_teknik_dergisi_-_aral_k_2012

5 Inkjet Nedir ? CIJ ink jet: Ink jet yazıcılar çok farklı teknolojilere sahip olmakla birlikte , teknolojiye bağlı olarak küçük veya büyük ebatlı baskı yapmakta kullanılmaktadır. Sürekli ink jet yönteminde ilk önce endüstriyel ortamlarda faydalanılmakta , drop-on-demand yönteminde ise piezo, basınçlı valf veya bubble jet yazıcı olarak kullanılabilmektedir. Sürekli ink jet metodu ile yapılan baskılar tek tek mürekkep damlacıklarından oluşmaktadır. Gelişmiş malzeme besleme sitemleri sayesinde sayıları veya harfleri baskı malzemesi üzerine ardı ardına püskürtmekte yararlanılır. Günümüzde öncelikli olarak bu sürekli ink jet yöntemi, ambalajlamaı ve şişelenmiş içecekler üzerinde yer alan "son kullanma tarihleri"ni uygulamada en yaygın olarak kullanılmaktadır. Ufak damlacıklara ayrıştırma Baskı boyası,ateşleme haznesinin arkasında bulunan piezoelektrik jet dönüştürücü aracılığıyla iletilir. Sabit frekanslı bir ultrason sinyali sayesinde,baskı boyası ufak nano parçacıklara ayrıştırılır. Voltaj seviyesine göre, baskı boyası akışı dalgalı ve bütün halindeki bir akımdan ayrışan baskı boyası parçalarına, daha sonra da tek tek baskı boyası parçacıklarına dönüşür. Kullanılmayan mürekkebin geridönüşümü Boya haznesini terk ettikten sonra her bir damlacık bir deflökter plakasının alt tarafından geçer. Artı yüklü deflökter plaka,eksi yüklü boya parçacığını çeker ve orijinal rotasından uzaklaştırır. Uzaklaşma derecesi baskı boyası parçacığının eksi yük miktarına bağlıdır: Yük ne kadar fazlaysa,uzaklaşma dereceside o kadar büyük olur. Yüksüz boya parçacıkları ise düz rotalarını takip ederek baskı boyası geri akış önleyiciye ulaşırlar ve tekrar baskı boyası haznesine aktarılırlar. Boya parçacıklarından yazıya Karakter puntoları, baskı boyası parçacıklarının dikey hareketlerinden oluşan bir matristen oluşur. Örneğin, her biri yedi boya parçacığına varan bir yüksekliğe sahip beş dikey vuruş, 5x7 matrisli bir karakter oluşturur. Bir baskı boyası parçacığının yük miktarı, onun dikey hareket içindeki yerini belirler. Yazıcı, baskı yapılan yüzeyin hareketine göre, zamanlaması otomatik olarak belirlenen vuruşların yatay hizalamasını gerçekleştirir. Uygulama Alanları : Otomobil parçaları İçecek,  Kozmetik Elektronik komponent,  Gıda maddeleri,  İlaç,  Taş ve ahşap ürünleri, Yumurta,  Borular ve tüpler,  Kablolar ve teller vb...  Kaynak:

6 Yazıcının püskürttüğü damlacıkların insan hücreleriyle hemen aynı boyutta olduğunu farkeden Nakamuro bu yöntemi organ üretmek için kullanabileceğini düşünmüştür.Bu fikir ışığında 2002 yılında hücreleri belirli bir modele göre mürekkep gibi kat kat püskürtebilen biyolojik baskı makinasını geliştirilmiştir.

7 Kaynak:Organovo's NovoGen MMX bioprinter http://www. techrepublic

8 Kaynak:http://www. tekdozdijital

9 Kaynak:https://propthink
Bioprinting’de hücreler biyomürekkep olarak kullanılır.İnsan dokusu modifiye edilmiş yazıcı kartuşları ve hasta biyopsilerinden alınarak oluşturulur. Biyomürekkep yapılmak üzere hücreler toplanır kartuşa doldurulur. Elde edilen biyomürekkep hidrojelle birlikte biyoyazıcıya konulur. Bu işlem sonrasında hidrojelden bir tabaka ve akabinde bir tabaka biyomürekkep hücreleri basılır. Ve tabakalar birleştirilir.

10 Mikroskop ile mikroyapısı
Hidrojeller 3 boyutlu hidrofilik çapraz bağlı polimerlerdir. Üç boyutlu çapraz bağlı şişebilen polimer yapılar Su varlığında hidrofilik yapısından dolayı şişer Kimyasal çapraz bağlarından dolayı çözünmez Porlu bir yapısı vardır. Nerelerde kullanılır? Kontakt lens, biyosensörler için membran yapay kalp ve yapay deri materyalleri Moleküler ayırma sistemleri, jel bazlı hareketlendiricilerde, vanalar, ilaç ve diğer maddelerin kontrollü salım sistemleri, Robotik aletler için yapay kas, geri döngülü adsorbantlar, kaplamalar Kaynak: Kaynak: Mikroskop ile mikroyapısı Fiziksel görünümü

11 Kaynak:

12 Kaynak:

13 3 Boyutlu yazıcı ile kafatası üretimi
FDA’dan alınan onay doğrultusunda 2013’ün mart ayında yapılan ameliyat ile geliştirilen implant ilk kez bir hastanın kafatasının %75 ‘yle değiştirildi

14 3d printing yöntemiyle üretilmiş yapay organ iskeleleri kulak, burun ve kemik

15 Kaynak:http://www. bloomberg

16 İki yıl öncesine kadar insan karaciğeri basmak sadece bilimkurgu romanlarına konu olabilirdi. Ancak, 3B printer teknolojisinde kaydedilen son gelişmelerle birlikte, yakın gelecekte damarları ve bronşlarıyla tam kapasiteli bir insan akciğeri basmak mümkün olacak. Bilim adamları karaciğer basarken, organdaki kan damarlarını oluşturmak amacıyla, içi “kılcal kanallarla” kaplı özel bir plastik kalıp kullanmışlardı. Akciğer basmak içinse 3B printerlar, insan hücrelerinden oluşan “canlı mürekkep” ve mikroskobik mıknatıslarla üretilen manyetik alanlar kullanıyorlar. Biyoprinter olarak da adlandırılan “üç boyutlu canlı doku printerları”, tıpta kök hücre tedavisi ve klonlamayı birleştirerek insan organı basmakta kullanılıyor. Yakın gelecekte, biyoprinterlar organ yetmezliğinden kaynaklanan ölümlerin, organ reddetmeye bağlı komplikasyonların ve hastanelerdeki organ nakli kuyruklarının önüne geçecek… Biyoprinterlar sağlık sektörünü baştan yaratıyor 3D printer teknolojisi bugün klinik deney aşamasından çıkmış durumda… Daha geçen yıl,83 yaşındaki bir kadına nakledilecek olan çene kemiği, titanyum tozu kullanan özel bir 3D printerla basıldı (Ameliyatı Hasselt Üniversitesi Belçika Biyomedikal Araştırmalar Enstitüsü uzmanlarından Dr. Jules Poukens gerçekleştirdi. Yapay çene kemiğini LayerWise şirketi bastı).

17 Kaynak:textually.org

18 Bu yıl ise 3D printer teknolojisi biyoprinterlara taşınıyor: Bilim adamları biyoprinterları organik protezler, çene kemiği, organik “takma diş”, kulak, burun ve diğer organları basmakta kullanacaklar. Biyoprinterlar aynı zamanda insan derisi ile kas lifleri gibi canlı dokuları basmakta da kullanılıyor. Özellikle insan derisi basan printerlar daha erken kullanıma girecek. Bugün yangında ağır yaralanan insanların büyük kısmı derideki büyük yanıklar nedeniyle hayatını kaybediyor. Canlı dokuları “biyo mürekkeple” basmak Biyo mürekkep, canlı insan dokusu basmak için kullanılan ve insan hücreleri içeren özel bir besleyici organik sıvıdır… Biraz kan, biraz plazma ve insan vücudundaki diğer besleyici maddelerden oluşan bu “canlı hücre jölesi” insan organları basmakta kullanılan temel hammaddeyi oluşturuyor. Karaciğer basmak için karaciğer hücreleri içeren biyo mürekkep (canlı mürekkep), akciğer basmak için akciğer hücreleri olan biyo mürekkep kullanıyoruz. Biyo mürekkepten yararlanan biyoprinterlar, inkjet printerla kağıda çıktı alır gibi ve tabii ki 3 boyutlu olarak insan dokusu basıyor.

19 Çene ve dişle ilgili 3D modelleme örnekleri

20 3D Yazıcı ile Yüz Rekonstrüksiyonu
İngiltere'de motosiklet kazasında yaralanan bir gencin yüzü, 3D teknolojisiyle - yani üç boyutlu yazıcı kullanılarak - rekonstürkte edildi. İngiltere'de Swansea kentinde yapılan ameliyatta, kazadan aylar sonra, özel olarak uyarlanmış ve basılmış modeller, plakalar ve implantlar kullanıldı. Ekip, simetriyi sağlamak için, Power'in kafatasının tomografisini çektiklerini ve üç boyutlu yazıcı ile bastıkları plakaları kullanarak bir modelini oluşturduklarını söyledi. İngiltere, 3D teknolojisini ameliyatlarda kullanan öncü ülkelerden biri.

21 Kaynak: http://med-index.com/?p=medikal&id=21

22 Yüz Rekonstrüksiyonu yapılmış hastanın yüzündeki değişim

23 kaynaklar