Linear and rotational motion of an on-chip microrobot: Applications on wound scratching process and multi-flow mixing
Bir çip-içi mikrorobotun linner ve dönel hareketi: Yara açma ve farklı akışları karıştırma üzerine uygulamaları
- Tez No: 747768
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜSEYİN ÜVET, DR. ALİ ANIL DEMİRÇALI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Mikro akışkanlar, Robotlar, Yara iyileşmesi, Yaralanma, Microfluidics, Robots, Wound healing, injured
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, 4 serbestlik derecesine (DOF) sahip ve manyetik olarak manipüle edilen mikrorobotlar sayesinde yaranın oluşturulduğu, iki boyutlu bir yara oluşturma sistemini sunmaktadır. In vitro yara iyileştirme testi, çok fazla pahalı ekipman gerektirmeyen basit bir prosedürdür. Amacı, hücrelerin birleşik hücre kültürü üzerinde oluşturulmuş bir yaraya göç etme kapasitesini değerlendirmektir. Bu amaçla, kuvvet ve hız değişkenleri, mikrorobotların hem doğrusal hem de döner hareketi sonlu elemanlar yöntemi (FEM) ile simüle edilmiştir. Devamında ise, mikroakışkan kanalı üretmek için soft litografi kullanılmıştır. Bu mikroakışkan çip içerisinde manyetik olarak manipüle edilen bir mikrorobot kullanılarak yara açılmıştır. Mikroakışkan çipte dinamik hücre kültürü oluşturulmuş ve mikroçip tamamen hücrelerle kaplanmıştır. SU-8 gövdeye ve 3 adet Neodymium (NdFeB) magnete sahip mikrorobot, mikroakışkan çipin içerisine yerleştirilmiştir. Mikrorobotun lineer and rotasyonel hareket kabiliyeti ile birlikte, farklı genişliklerde aynı tip yaralar oluşturmak için hücreler yüzeyden kazınmıştır. Ayrıca farklı yara geometrilerinin yara iyileşmesine etkisi incelenmiştir. Faz kaydırmalı Mach-Zehnder interferometrisi kullanılarak hücre kültürünün zaman içerisinde yükseklik değişimi gözlemlenmiştir. Bu tez için hücre hattı olarak insan umbilikal damar endotel hücre (HUVEC) hattı seçilmiştir. Yara açma sistemi denemelerinin sonuçlarına ve mikrorobotun çeşitli kabiliyetlerine göre, bu sistem aynı tip ve farklı şekillerde yara açma gibi çeşitli avantajlara sahiptir. Buna ek olarak, mikrorobotun dönel hareket kabiliyeti kullanılarak bir mikromikser geliştirilmiştir. Son olarak, bu tez, mikrorobotik yöntemin yara açma ve hücre aktivitelerine yönelik araştırmalar için yeni teknikler geliştirebilme potansiyeline sahiptir.
Özet (Çeviri)
This thesis aims to provide a two-dimensional wound scratching assay in which the wound is created using an especially built and magnetically operated microrobots in 4 degrees of freedom (DOF). The in vitro wound healing assay is a straightforward procedure that does not require a lot of expensive equipment. Its purpose is to evaluate the capacity of cells to migrate into a wound that has been formed on confluent cell culture. For this purpose, the force and speed variables are simulated by the finite element method (FEM) both linear and rotary movement of microrobots. After that, soft lithography was used to fabricate a microfluidic chip. A wound was produced in this microfluidic chip using a magnetically operated microrobot. Dynamic cell culture was created in the microfluidic device. After the device was completely seeded with cells, the microrobot with an SU-8 body and three Neodymium (NdFeB) magnets was placed inside the microfluidic chip. With translational and rotational motion capabilities of the microrobot, the cells were scratched from surface to create uniform wounds with different shapes. In addition, the effect of different wound geometries on wound healing was examined. The phase-shifting incline Mach-Zehnder interferometer technique is used to observe height change of cell culture for line-shaped wound. For this thesis, Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC) were chosen as the cell line. According to the results of trials of the wound scratching system and the various capabilities of microrobot, the system has several advantages such as creating uniform and different shaped wounds. In addition to this, a micromixer was developed using rotational motion capability of the microrobot. Finally, this thesis presented that the microrobotic wound scratching method may open up new lanes for research into wound scratching and cell activities.
Benzer Tezler
- Robot kol dinamiğinin ve hareketinin bilgisayarda analizi ve simülasyonu
Analysis and simulation of dynamics and motion of robot arm on computer
HASAN SANCAKTAROĞLU
- Helikopter pervanelerinin lineer ve nonlineer titreşimlerinin kombine sonlu elemanlar-transfer matrisi tekniği ile incelenmesi
A Study on linear and non-linear vibrations of helicopter rotor blades by using the combined finite element-transfer matrix method
CÜNEYT KENGER
- Mevcut betonarme yapıların deprem performanslarının belirlenmesi ve viskoz akışkanlı sönümleyiciler ile güçlendirilmesi için artımsal analize dayalı bir algoritma
An algorithm based on incremental analysis to evaluate performance and retrofit with viscous dampers of existing reinforced conrete structures
YAVUZ DURGUN
Doktora
Türkçe
2013
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN ÖZER
- Bozucu-etki gözleyici tabanlı kontrol yöntemlerinin bir Gimbal üzerinde deneysel karşılaştırılması
Experimental comparison of disturbance observer based control methods on a Gimbal
MÜCAHİD RIDVAN KAPLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK KÜRKÇÜ