Bilim Kurulu

Yerel Düzenleme Kurulu

Amaç ve Kapsam

Günümüzde endüstriyel üretim süreçlerindeki dönüşümler, medikal alanlarda da önemli değişikliklere sebep olmuştur. Bu değişikliklerin başında, geleneksel üretim yöntemlerine kıyasla daha verimli, esnek, ekonomik ve çevre dostu olan "eklemeli üretim" (3D yazıcı teknolojisi olarak da bilinir) gelmektedir. Eklemeli üretim, üç boyutlu nesnelerin katman katman üretilmesini sağlayan bir teknoloji olarak, medikal sektöründe büyük bir etki yaratmış ve tedavi yöntemlerinden protezlerin üretimine kadar geniş bir yelpazede kullanılmaya başlanmıştır.

Eklemeli Üretim Yöntemleri:

Eklemeli üretim yöntemleri, sayısız avantajıyla medikal endüstrinin ve sağlık bilimlerinin dikkatini çekmektedir. Bu yöntemler, geleneksel yöntemlere kıyasla daha hızlı ve daha esnek bir üretim süreci sunar. 3D yazıcılar kullanılarak üretilen protezleri, implantlar, ameliyat öncesi planlama aşamaları ve cerrahi kılavuzlar, hastaların ve hekimlerin spesifik gereksinimlere uygun olarak üretilebilir. Bu da hastaların tedavi ve ameliyat sürecinin daha etkili ve konforlu hale gelmesini sağlar.

Eklemeli üretim yöntemlerinin bir diğer önemli avantajı, yüksek hassasiyet ve kalite kontrolüdür. Bu yöntemler, dijital tarama teknolojisiyle entegre edildiğinde, doğru ve detaylı modellerinin oluşturulmasına olanak tanır. Bu da hekimlerinin hastalarına daha iyi bir tedavi planı sunmalarını sağlar. Ek olarak, eklemeli üretim yöntemleri, prototipleme sürecinde yapılan değişiklikleri kolaylıkla uygulayabilme özelliğine sahiptir. Bu da tasarım hatalarının erken aşamalarda tespit edilmesini ve düzeltilmesini sağlar.

Teknolojinin hızla ilerlemesiyle birlikte, eklemeli imalat (3D yazıcı teknolojisi) ortez ve protez üretim alanlarında da önemli bir dönüşüm yaşatmaktadır. Geleneksel protez uzuv üretim yöntemlerine kıyasla, eklemeli imalatın sunduğu esneklik, özelleştirme, hız ve maliyet etkinliği avantajları, protez uzuv teknolojilerinde devrim niteliğindedir. Bu teknoloji, bireylere daha uygun maliyetli ve kişiselleştirilmiş protez uzuvlar sağlama potansiyeliyle, yaşam kalitelerini önemli ölçüde artırmaktadır.

Dental endüstride eklemeli üretim yöntemlerinin kullanımı büyük bir öneme sahiptir. Bu yöntemler, diş hekimliği uygulamalarında iyileştirilmiş estetik sonuçlar, daha iyi uyum, daha kısa üretim süreleri ve hasta memnuniyeti sağlamaktadır. Ayrıca, eklemeli üretim yöntemleri, geleneksel yöntemlere kıyasla maliyetleri azaltabilir ve atık miktarını minimize edebilir. Bu da medikal üretim merkezlerinin verimliliğini artırırken çevresel etkilerini azaltmaya yardımcı olur.

Bu eğitim projesi, eklemeli üretimin medikal alandaki önemini ve kullanım alanlarını detaylı bir şekilde ele alarak, sağlık sektöründeki inovasyonların nasıl desteklendiği ve hastaların yaşam kalitesine nasıl olumlu etki sağladığını anlamayı amaçlamaktadır. Eklemeli üretimin medikal alanda kullanımının artan popülerliği ve bu teknolojinin sağladığı avantajlar, gelecekteki sağlık hizmetlerini şekillendirme potansiyeline sahiptir. Bu proje hem sağlık profesyonelleri hem de genel halk için eklemeli üretimin medikal alandaki önemini vurgulayarak, bu teknolojinin yaygınlaşmasına ve daha fazla kullanımına katkı sağlamayı hedeflemektedir.

Yukarda verilen bilgiler değerlendirildiğinde 3BB teknolojisinin önemi anlaşılmaktadır. Bu kapsamda profesyonel iş hayatına atılacak olan ön lisans, lisans ve lisansüstü öğrenciler ile araştırmacıların bilgi birikimi kazanması ve bakış açısını geliştirmesi/genişletmesi hedefi ile “Medikal ve sağlık alanı uygulamalarında dijitalleşme ve eklemeli imalat yöntemlerinin uygulamalı eğitimi” düzenlenmesi planlanmaktadır. Bu eğitim/kurs ile katılımcılara eklemeli imalat yöntemlerinin tanıtılması, bu yöntemlerle üretilen parçalar ve modeller hakkında bir genel kültür oluşturulması ve 3BB hakkında bir temel oluşturulması hedeflenmektedir.

3BB cerrahi alanlarda da yenilikçi ve avantajlı yaklaşımlar sunmaktadır. Somut bir örnek vermek gerekirse; bir ortodonti cerrahi alanında gerçekleştirilecek operasyonda ameliyat öncesi hastanın bilgisayarlı tomografi görüntüleri kullanılarak sterolitografi (SLA) ile üretilen kafatası modeli ile operasyon öncesi planlamalar detaylı bir şekilde yapılabilmektedir. Bu sayede ameliyatın süresi kısalacak kan kaybı minimalize edilecek ve komplikasyon riskleri en aza indirilecektir. Ayrıca operasyonu gerçekleştirecek cerrahlara güven sağladığı gibi hekimin model üzerinden hastayı bilgilendirmesi hasta hekim ilişkisini de olumlu yönde etkileyecektir.

Şekil 1. CBCT verisinden elde edilen çene cerrahisinde kullanacak operasyon öncesi planlama modeli 3 boyutlu yüzey modeli

Başka bir örnek ise günümüzde sıkça gerçekleştirilen mandibular çene protezi uygulamasıdır. Bu uygulamada hastanın zarar görmüş çene kemiği ya tamamen ya da kısmen bir protez ile değiştirilerek hastanın hayat kalitesini düşürmeden yaşamına devam etmesi amaçlanmaktadır. Eklemeli imalat teknolojileri ve güncel yazılımlar kullanılarak kişiye özel çene protezi hekimlerle birlikte tasarlanabilmekte ve eklemeli imalat cihazları (SLM) kullanılarak bu protezin üretimi gerçekleştirilebilmektedir. Bu sayede hem geleneksel üretim yöntemlerine göre hızlı hem de daha düşük maliyetli kişiye özel bir protez üretimi gerçekleştirilebilmektedir.

SLM tipi 3 boyutlu metal yazıcılar, diş hekimlerine ve dental laboratuvarlara metal diş altyapılarını hızlı ve doğru bir şekilde üretme imkânı sunar. Bu yöntem, diş hekimlerinin ve teknisyenlerin hasta spesifik ihtiyaçlara uygun tasarımları gerçekleştirmelerini sağlar. Ayrıca, SLM ile üretilen metal diş altyapıları, yüksek mukavemet ve uyum sağlayarak uzun ömürlü ve estetik sonuçlar elde etmeyi mümkün kılar. SLM teknolojisi, geleneksel döküm yöntemlerine kıyasla daha az işçilik gerektirir ve daha az malzeme atığı üretilir. Bu da maliyetleri düşürürken, çevresel etkileri azaltır. Ayrıca, dijital tasarım ve üretim süreçleri entegre edildiğinde, hızlı iterasyonlar ve tasarım değişiklikleri kolaylıkla uygulanabilir.

Şekil 2. Dental metal alt yapıların ve çene cerrahisinde kullanılan mandibula implantının metal eklemeli imalat ile üretimi ve dilimleyicideki görüntüleri.

Sonuç olarak, SLM tipi 3 boyutlu metal yazıcıların metal diş altyapılarının üretiminde kullanılması, dental endüstride yüksek hassasiyet, dayanıklılık ve hızlı üretim avantajları sunar. Bu teknoloji, diş hekimlerine ve teknisyenlere daha kaliteli ve kişiye özel çözümler sunma imkânı vererek, ortodontik ve dental uygulamalarda önemli bir ilerleme sağlamaktadır.

Yaygın olarak kullanılan bir diğer yazıcı türü ise erimiş filament üretimi (Fused Filament Fabrication-FFF) yöntemidir. Bu yazıcı türü hem maliyet hem de üretim kolaylığı sebebiyle en yaygın olarak tercih edilen 3 boyutlu yazıcı türleri arasındadır. Bu yazıcı türü kullanılarak birçok medikal ve sağlık alanında birçok prototip ve protez geliştirilmektedir. (Şekil 1.) Bu yöntemin de öğrenicilere tanıtılması hem kişisel olarak ulaşımının maddi ekonomik açıdan kolay olması hem de hammadde fiyatlarının diğer yöntemlere kıyasen düşük olması sebebiyle katılımcıların kendilerini ve eklemeli üretim becerilerini geliştirmeleri için bir fırsat oluşturacaktır.

(a)                                                (b)                                               (c)

Şekil 3. Eklemeli imalat yöntemleri kullanılarak üretilmiş örnekler a) protez el, b) protez bacak ve c) cerrahi splint model

Radyolojik görüntüleme;

Eklemeli imalat yöntemlerini yanı sıra sağlık ve medikal alanda sıkça kullanılan dijital görüntüleme tekniklerinden biri olan bilgisayarlı tomografi cihazından elde edilen veriler mühendislik programları ile işlenerek hastalardaki, yumuşak doku, kemik, damar vb. yapıların modellerinin bilgisayar ortamında hazırlanması mümkündür. (Şekil 4) Bu modellerin baskısının alınması ile öğrenciler hastalarda oluşan sorunları üç boyutlu gördüklerinden daha faydalı olmaktadır. Hatta ender bulunan farklı farklı hastalıkları ve bozuklukları daha mezun olmadan tanıyabilmekte ve bu konuda tecrübe kazanabilmektedirler. Bu sebeple, proje kapsamında kursiyerlerin çeşitli teknikler ve teknolojiler hakkında bilgilendirilmesi amaçlanmaktadır. Eklemeli imalat hakkında genel kültürün gelişmesi, sınırlarının ve kullanım alanlarının iyi bir şekilde kavranması ile daha donanımlı öğrencilerin yetişmesi mümkün olacaktır.

Şekil 4. Bilgisayarlı tomografi cihazından alınan veriler kullanılarak mühendislik programların yardımıyla farklı dokuların segmentasyonu gerçekleştirilmiş 3 boyutlu yüzey modeli örneği

Eklemeli imalat yöntemleri dijital teknolojilerin kullanılarak kişisel protez üretimi ve geliştirilmesi;

Protez uzuvlar, vücutta eksik veya kayıp olan bir uzvun fonksiyonlarını ve estetik görünümünü geri kazandırmak amacıyla tasarlanan önemli medikal cihazlardır. Bu alanda yapılan teknolojik gelişmeler, özellikle 3D baskı teknolojisi ve elektronik mühendisliği kullanımı, protez uzuvların tasarımı, üretimi ve uygulanmasında devrim niteliğinde yenilikler getirmiştir. 3D baskı teknolojisi, protez uzuvların üretim sürecini radikal bir şekilde değiştirmiştir. Geleneksel yöntemlerle üretilen protezlerin karmaşıklığı ve uyum sağlama zorlukları göz önüne alındığında, 3D baskı ile protez uzuvlar özel ihtiyaçlara uygun ve hassas şekilde üretilebilmektedir. Bu teknoloji, hastalar için kişiselleştirilmiş, ergonomik ve estetik açıdan tatmin edici protezlerin üretimini mümkün kılmaktadır. Elektronik mühendisliği ise protez uzuvların fonksiyonelliğini artırmak için kullanılan bir diğer kritik alanı temsil etmektedir. Sensörler, mikrodenetleyiciler ve yapay zekâ algoritmaları sayesinde protez uzuvlar, gerçek zamanlı olarak kullanıcının hareketlerini algılayabilir ve bu bilgileri doğrudan uzvun kontrolüne entegre edebilir. Bu, kullanıcıların protezlerini daha etkili bir şekilde kontrol etmelerine ve doğal bir şekilde kullanmalarına olanak tanır.

Bu eğitim projesinde, 3D baskı teknolojisinin ve elektronik mühendisliğinin protez uzuvlarının üretimindeki kilit rolünü ele alacak ve bu teknolojilerin protez uzuvların geliştirilmesindeki avantajlarını

ve gelecekteki potansiyel etkilerini detaylı bir şekilde gösterilecektir. Ayrıca, bu teknolojilerin sağlık sektöründe nasıl daha yaygın bir şekilde benimsenebileceği ve hastaların yaşam kalitesini artırmak için nasıl kullanılabileceği konularında uygulamalar gerçekleştirilecektir.

Etkinliğin Hedefleri

            Eğitim yoğunlaştırılmış 4 tam gün (10 ders saati/gün) olarak planlanmıştır. 18.03.2024 –21.03.2024 günlerinde arasında yapılacaktır.  Eğitime 15 kişi alınacak oluşacak olup eğitimler yüz yüze yürütülecektir. Eğitimde teorik kısımlar 15 kursiyerle, uygulamalı kısımlar ise 5’er kursiyerle (15 kişilik kursiyer grubu 3 alt gruba bölünecektir) yürütülecek olması etkileşimli bir eğitim ortamının gelişmesini sağlayacaktır. Böylelikle kursiyerler optimum yarar sağlayacaktır. Bu yararlar şu şeklidedir:

• 3 boyutlu üretimin ve eklemeli imalatın tarihçesinden itibaren günümüze kadar olan gelişimi
• 3 boyutlu üretim ve eklemeli imalat teknolojilerinin sağlık ve medikal alanlarda kullanımının ve yaygınlaşması
• 3 boyutlu imalat konusunda bakış açısı oluşturma/geliştirme
• Dijitalde tasarlama, düzenleme ve ayarlama
• Radyoloji verilerinin 3 boyutlu katı modele çevrilerek eklemeli üretimde kullanılması konusunda bilgi sahibi olmak
• Medikal alanda kullanılan 3 boyutlu yazıcı ve eklemeli imalat cihazlarının tanıma ve kullanım becerisi geliştirme
• Medikal uygulamalarda elektronik donanım ve denetleyiciler hakkında bilgi sahibi olmak
• 3 boyutlu yazıcılar kullanılarak üretilen modellerin elektronik ve yazılım mühendisliği alanlarıyla birlikte kullanımı ve protez geliştirilmesi
• Karşılaşılan problemlerin çözümü

Kursiyerlerin Kazanımları

            Temel seviye eğitimeler ile kursiyerler 3BB alanında neredeyse tüm içeriği genel hatları ile kavramış olacak ve kendini geliştirmek istediği takdirde verilen temel eğitimden faydalanarak kolayca ilerleyebilecek bir bilgi birikimine sahip olacaktır. Eğitim boyunca kursiyerlere verilecek çeşitli dersler, bilgiler ve uygulama çalışmaları sonrasında kursiyerler aşağıdaki kazanımları temel düzeyde kazanacağı değerlendirilmektedir. Aşağıda kursiyerlerin kazanacağı temel konular verilmiştir.

• Kaynaşmış Filament İmalatı (FFF-Fused Filament Fabrication) veya Kaynaşmış Biriktirme Modellemesi (FDM-Fused Deposition Modelling) olarak bilinen üretim tekniği hakkında bilgi sahibi olma ve temel kullanım becerisi edinme
• SLA (Stereolithography - stereolitografi) tekniği hakkında bilgi sahibi olma ve temel kullanım becerisi edinme
• DLP (Digital Light Processing - Dijital Işık İşleme) tekniği hakkında bilgi sahibi olma ve temel kullanım becerisi edinme
• SLM (Selective Laser Melting – Seçici Lazer Ergirme) ve SLS (Selective Laser Sinterin – Seçici Lazer Sinterleme) tekniği hakkında bilgi sahibi olma
• Son işlemler (Post-Process) konusunda bilgi sahibi olma temel uygulama becerisi kazanma
• Radyoloji görüntülerinden (CT, CBCT, MRİ) 3 boyutlu yüzey modeli oluşturma ve bu modelleri düzenleme
• İlgili açık kaynak kodlu dilimleyici programları temel seviyede kullanma becerisi kazanarak üretim yapabilecek duruma gelme
• 3BB alanında dikkat edilecek çeşitli hususlar (malzeme seçimi, parametre seçimi, genel güvenlik prosedürleri, son-işlemler, vs.) hakkında bilgi sahibi olma

Etkinliğin Yaygın Etkisi

            Etkinliğin başarılı bir şekilde tamamlanması neticesinde aşağıdaki yaygın etkilerin elde edileceği değerlendirilmektedir.

• Katılımcılar 3B yazıcı teknolojisinin medikal kendi uzmanlık alanında kullanımına yönelik ülkemizde yapılan araştırmalardan yola çıkarak ulusal ihtiyaçları görebileceklerdir.
• Katılımcılar 3B yazıcı teknolojisinin kendi uzmanlık alanında kullanımına yönelik dünya genelinde yapılan araştırmalardan yola çıkarak uluslararası literatürdeki boşlukları görebileceklerdir.
• Katılımcılar 3B yazıcı teknolojisinin biyomedikal mühendisliğin / mühendisliğin sağlık bilimlerinin farklı alanlarındaki kullanım örneklerini görerek, kendi akademik çalışmalarında ve sınıflarında bu yenilikleri kullanabileceklerdir.
• Katılımcılar eklemeli imalat yöntemleri için kullanılan radyolojik görüntülemenin nasıl olması gerektiğini kavrayarak ilgili alanda gerçekleşecek operasyonlar için doğru görüntüleme teknikleri uygulayarak ulusal anlamda vakit ve para kaybının önüne geçebileceklerdir.
• Katılımcılara uygulamalı olarak örnek bir cranioplasty ameliyatında kullanılan kafatası protezinin nasıl tasarlanıp eklemeli imalat yöntemi ile üretileceği ve sterilizasyon işlemleri gösterilecektir. Bu sayede eklemeli imalat yöntemli ile üretilen bir protezin süreçlerini tanıma ve yakından inceleme imkanı olacaktır.

Eğitmenler

• Dr. Öğr. Üyesi Oğuzhan ÇAKIR
• Öğr. Gör. Dr. Hüseyin İPEK
• Öğr. Gör. Oğuzhan BAŞER
• Öğr. Gör. Kutay ÇAVA
• Öğr. Gör. Altuğ UŞUN
• Öğr. Gör. Hüseyin Can AKSA

Katılımcı Seçimi

Eğitim/Kurs ile ilgili hususlar ve kursiyer adaylarının taşıması gereken nitelikler aşağıda verilmiştir.

a. Ön lisans/lisans öğrencileri için 5, lisansüstü öğrenciler için 5 ve araştırmacılar için 5 kontenjan ayrılması planlanmaktadır.

b. Katılımcılar mümkün mertebe homojen dağılım gözetilerek yerleştirilecektir. (Açık kontenjan kalması durumunda ön lisans, lisans ve lisansüstü öğrenciler ve araştırmacıların katılım oranları değişiklik gösterebilir.)

c. Katılımcılar etkinliklere en fazla 5 kez katılabilir.

d. Etkinliğe kabul edilecek katılımcıların seçiminde başarı kriterinin esas alınacaktır. (2209-A Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı ve/veya 2209-B Sanayiye Yönelik ön lisans ve Lisans Araştırma Projeleri Desteği Programından destek almış/alıyor ise öncelik tanınır.)

1. Kursa; yurtiçinden ön lisans, lisans ve lisansüstü öğrenciler ve araştırmacılar başvuru yapabilirler. (Ön lisans için en az 2. Sınıf Lisans bölümleri için en az 3. sınıf öğrencisi olmak gerekmektedir).
2. Kontenjan 15 kişi ile sınırlı olup, 15 asil ve 15 yedek kursiyer başvuru sonrasında belirlenecektir.
3. Seçimlerde;
4. Biyomühendislik Bölümü, Biyomedikal Cihaz Teknolojisi Bölümü, Diş Hekimliği Bölümü, Diş Protez Teknolojisi Bölümü, Tıbbı Görüntüleme teknikleri (Radyoloji) bölümü veya benzer ilgili bölümlerden birinde en az 2. sınıf öğrencisi olmak ya da mezun olmak.
5. Başvurular değerlendirildikten sonra 15 asil ve 15 yedek kursiyer en geç 18.02.2024 tarihinde etkinlik sayfasında duyurulması planlanmaktadır.
6. Daha önce benzer eğitimlerden yararlanmamış başvuru sahiplerine öncelik tanınacaktır.
7. Bildirimler e-postaya ilaveten, Google-classroom, WhatsApp gibi uygulamalar üzerinden yapılacaktır.
8. Katılımcıların kurs süresince kullanabilecek bir dizüstü bilgisayara sahip olmaları gerekmektedir.
9. Kurslar 4 tam gün (10 ders saati/gün) yürütülecek olup bazı konular blok şeklinde işlenecektir. Katılım sertifikasına hak kazanmak için %100 devam zorunlu tutulacaktır.
10. Katılımcılar kurs sonrasında KTÜ METAM Müdürlüğü onaylı " Medikal ve Sağlık Alanı Uygulamalarında Dijitalleşme ve Eklemeli İmalat Yöntemlerinin Uygulamalı Eğitimi " katılım sertifikası alacaklardır.

Etkinliğin ve Konaklamanın Yapılacağı Yer Bilgisi

Etkinlik Karadeniz Teknik Üniversitesi Kanuni Kampüsü’nde (merkez kampüs) faaliyet gösteren Medikal Cihaz Tasarımı ve Üretimi Uygulama ve Araştırma Merkezi’nde (METAM) gerçekleştirilecektir. Merkez bünyesinde çeşitli 3 boyutlu üretim tekniklerinin gösterilebileceği ve uygulama yapılabilecek cihaz ve laboratuvarlar mevcuttur. Bu laboratuvarlar; Elektronik devre tasarım Laboratuvarı, Polimer Eklemeli İmalat Laboratuvarı ve Metal Eklemeli İmalat Laboratuvarlarıdır. FFF (FDM olarak da bilinmektedir), SLA, DLP ve SLM tipi üretim yapan 3 boyutlu yazılar bulunmaktadır. Teorik eğitim için yine aynı merkezde 1 adet Lisansüstü Çalışma Ofisi ve 1 Adet Toplantı Salonu bulunmakta olup teorik eğitim verilmek üzere 15 kişi kapasiteli dersliklere dönüştürülebilmektedir. Ayrıca eğitim çeşitli bilgisayar yazılımları ile de desteklenecek olup Merkez bünyesinde hem lisanslı hem de açık kaynak kodlu yazılımlar da bulunmaktadır.

İl dışından gelecek olan katılımcılar için yine Kanuni Kampüsü’nde bulunan Koru Otelde konaklama hizmeti sağlanabilecektir. Otel kampüs sınırları içerisinde bulunup yürüyerek Merkez’e 15 dakikalık uzaklıktadır. Ayrıca otel önünden dolmuş ve belediye otobüsü kullanarak Merkez’e yakın bir mesafeye ulaşmak mümkündür.