Mikroiğneler ilaçların ve biyomoleküllerin etkili ve ağrısız şekilde transdermal iletimini sağlayan biyomedikal uygulamalarda büyük potansiyele sahip gelişmiş cihazlardır. Bu çalışmayla, akışkan akışını optimize etmek ve tıkanıklıkları en aza indirmek amacıyla ucu sekiz lümenle entegre edilmiş ve transdermal tedavinin verimliliği ile güvenilirliğini artıran silisyum karbür tabanlı yeni bir mikroiğne tasarımı önerilmiştir. Çalışmada mikroiğnenin mekanik ve akışkan özellikleri 0.001 hassasiyetle sonlu elemanlar analizi (FEA) kullanılarak incelenmiştir. Analizde su, etanol, kan ve gliserol akışkanları dikkate alınmıştır. Lümenlerdeki maksimum basınçların ortalaması ve toplam debiler, 10 Pa ile 100 Pa arasında 10 Pa artışlarla değişen giriş basınçlarında elde edilmiştir. Lümenlerden elde edilen toplam debiler giriş basıncıyla %99'un üzerinde lineer bir ilişki göstermiştir. Ayrıca mikroiğnenin mekanik davranışı eksenel ve eğilme yükleri altında incelenmiştir. Silisyum karbür ve çoklu lümen yapısı kullanılan bu tasarımın önceki modellere göre mikroiğnenin performansını, mekanik stabilitesini ve akışkan iletim verimliliğini artırdığı gözlenmiştir. Akışkan iletimi için dayanıklı ve verimli bir mikroiğne tasarımıyla önemli bir gelişme kaydedilmiş ve bu tasarım, gelecekteki biyomedikal yenilikler için bir ölçüt oluşturmuştur.
Silisyum Karbür Çoklu Lümenli Mikroiğneler Akışkan Akışının Optimizasyonu Mekanik Davranış Analizi Sonlu Elemanlar Analizi
2022-ST-002
Microneedles are advanced devices that ensure efficient, painless transdermal delivery of drugs and biomolecules, with significant potential in biomedical applications. In this study, a novel silicon carbide-based microneedle design was proposed, featuring a tip integrated with eight lumens that optimized fluid flow and minimized blockages, thereby improving the efficiency and reliability of transdermal therapy. The study performed finite element analysis (FEA) of the microneedle with a sensitivity of 0.001, investigating its mechanical and fluidic properties. The analysis considered the fluids water, ethanol, blood, and glycerol. The mean maximum pressures in the lumens and the total flow rates were obtained at inlet pressures ranging from 10 Pa to 100 Pa in 10 Pa increments. The flow rates through the lumens exhibited a near-linear relationship with inlet pressure, maintaining a linearity that exceeded 99%. Additionally, the mechanical behavior of the microneedle was investigated under axial and bending loading. This design, utilizing silicon carbide and a multi-lumen structure, was observed to improve the performance, mechanical stability, and fluid delivery efficiency of the microneedle compared to previous models. A significant advancement was achieved with a durable, efficient microneedle design for fluid delivery, setting a benchmark for future biomedical innovations.
Silicon Carbide Multi-lumen Microneedles Fluid Flow Optimization Mechanical Behavior Analysis Finite Element Analysis
The authors of this article declare that the materials and methods used in this study do not require ethical committee permission and/or legal-special permission.
Istanbul Arel University
2022-ST-002
The authors also acknowledge the Artificial Intelligence Studies, Application, and Research Center (ArelMED-I) at Istanbul Arel University for providing essential technical support in numerical analysis.
| Primary Language | English |
|---|---|
| Subjects | Biomechanic |
| Journal Section | Research Article |
| Authors | |
| Project Number | 2022-ST-002 |
| Submission Date | December 15, 2024 |
| Acceptance Date | September 23, 2025 |
| Early Pub Date | September 28, 2025 |
| Publication Date | March 15, 2026 |
| DOI | https://doi.org/10.2339/politeknik.1601979 |
| IZ | https://izlik.org/JA73XM63AR |
| Published in Issue | Year 2026 Volume: 29 Issue: 2 |
Temel mühendislik alanlarındaki hem deneysel hem de kuramsal çalışmaların yer aldığı dergimiz, mühendisliğin hızla gelişen alanlarına ilişkin makalelerin yayınına öncelik tanır ve disiplinlerarası yöntem ve teknolojiler üzerine yoğunlaşmayı,mühendislik bilimlerindeki en güncel bilimsel ve teknolojik gelişmeleri araştırmacılara, mühendislere ve ilgili kitlelere ulaştırmayı hedefler. Dergiye gönderilen bilimsel çalışmaların yayımlanmış veya sözlü veya poster sunum olarak başka yerde yayın için değerlendirme aşamasında bulunmaması gereklidir.
“Politeknik Dergisi" temel mühendislik konularını kapsayan bir dergidir. Dergi ulusal ve uluslararası düzeyde bilim, teknoloji ve mühendislik alanlarında orijinal bir araştırmayı bulgu ve sonuçlarıyla yansıtan ve bilime katkısı olan araştırma makalelerini veya yeterli sayıda bilimsel makaleyi tarayıp, konuyu bugünkü bilgi ve teknoloji düzeyinde özetleyen, değerlendirme yapan ve bulguları karşılaştırarak yorumlayan tarama makalelerini kabul etmektedir.
Dergimize ait herhangi bir ŞABLON formatı bulunmamaktadır. İlk gönderi için makalelerin aşağıdaki kurallara göre hazırlanması gerekmektedir.
Gazi Üniversitesi Politeknik Dergisi, Fen ve Mühendislik alanlarında çalışan bilim insanları arasındaki bilimsel iletişimi oluşturmak amacıyla, bilimsel özgün makaleleri Türkçe veya İngilizce olarak kabul etmektedir.
Araştırma Makalesi: Orijinal bir araştırmayı bulgu ve sonuçlarıyla yansıtan çalışmalar,
Tarama Makalesi: Yeterli sayıda bilimsel makaleyi tarayıp, konuyu günümüzün bilgi ve teknoloji düzeyinde özetleyen, değerlendirme yapan ve bu bulguları karşılaştırarak yorumlayan yazılar,
Teknik Not: Yapılan bir araştırmanın önemli bulgularını açıklayan yeni bir yöntem veya teknik tanımlayan yazılar.
Bütün yazıların Telif Hakkı Devir Formu, makalenin bütün yazarları tarafından doldurulup editörlüğe iletilmelidir. Telif Hakkı Devir Formu göndermeyen yazarların yayınları işleme konulmaz. Yayınlanmasına karar verilen makaleler üzerine yazarlar tarafından sonradan hiçbir eklenti yapılamaz.
Her makale en az iki hakeme gönderilerek şekil ve içerik bakımından incelenir. Dergide yayınlanabilecek nitelikteki olduğu belirlenen makalelerin dizgisi yapılarak yayına hazır hale getirilir.
SUNUŞ
İlk gönderi esnasında, makalenin yazar(lar)ı tarafından benzerlik taraması yapılarak benzerlik oranını gösteren raporun makale ile birlikte yüklenmesi gerekmektedir. Detaylı bilgi için tıklayınız.
Her makalede yapılan çalışmanın özetlendiği bir Özet Sayfası bulunmalıdır. (Bu sayfa makalenin ilk sayfası olacak şekilde makalenizi tek dosya halinde gönderiniz). Özet sayfasına ait şablon dosyaya ulaşmak için tıklayınız.
1. METİN : Times New Roman yazı karakterinde ve 12 pt olacak şekilde yazılmalı, kaynaklar ve şekiller dahil tarama yazıları dışında 20 sayfayı geçmemelidir. Yazarlar makalelerinin ne türde bir yazı olduğunu belirtmelidirler.
2. BAŞLIK : Eserin başlığı, ilk harfleri büyük olacak şekilde Türkçe ve İngilizce olarak yazılmalı, başlık metne uygun, kısa ve açık olmalıdır.
Metin içerisindeki 1. derece başlıkların tamamı büyük harfle, 2. derece başlıkların tüm kelimelerinin ilk harfleri büyük harfle ve 3. ve daha alt başlıklar için başlığın yalnızca ilk kelimesi büyük harfle olacak şekilde yazılmalıdır (Metin içerisinde kullanılan başlıkların ve alt başlıkların tümünün İngilizceleri parantez içerisinde belirtilmelidir. Yazım dili İngilizce olan makalelerde, parantez içerisinde herhangi bir şey belirtilmemelidir. Tüm metin İngilizce olmalıdır)
3. ÖZET : 200 kelimeyi geçmeyecek şekilde Türkçe ve İngilizce yazılmalıdır. İngilizce özetin başına eserin başlığı da ingilizce olarak yazılmalıdır.
4. ANAHTAR KELİMELER : En az 3 en fazla 5 adet Türkçe/ İngilizce olarak verilmelidir.
5. METİN : Genel olarak giriş, yöntem, bulgular, sonuç ve tartışmaya ilişkin kısımları kapsar.
6. KAYNAKLAR : Metinde parantez içerisindeki [1], [2] vb. rakamlarla numaralandırılmalı ve metin sonunda da eser içinde veriliş sırasına göre yazılmalıdır.
Kaynak bir makale ise: Yazarın soyadı adının baş harfi, tırnak içerisinde makalenin tam başlığı, derginin adı (varsa uluslararası kısaltmaları), cilt no: makalenin başlangıç ve bitiş sayfa no, (yıl)
Örnek: Sözen A., Özbaş E., Menlik T., Çakır M. T., Gürü M. and Boran K., ''Improving the thermal performance of diffusion absorption refrigeration system with alumina nanofluids'', International Journal of Refrigeration, 44: 73-80, (2014)
Kaynak bir kitap ise: Yazarın soyadı adının başharfi, tırnak içerisinde kitabın adı, cilt no, varsa editörü, yayınevinin adı, yayın no, yayınlandığı yer, (yıl).
Kaynak kitaptan bir bölüm ise: Bölüm yazarının soyadı adının başharfi, tırnak içerisinde bölümün adı, bölümün alındığı kitabın adı, yayınevinin adı, yayınlandığı yer, (yıl).
Kaynak basılmış tez ise: Yazarın soyadı adının baş harfi, tırnak içerisinde tezin adı, cinsi (yüksek lisans, doktora), sunulduğu üniversite ve enstitüsü, (yıl).
Kaynak kongreden alınmış tebliğ ise: Yazarın soyadı adının baş harfi, tırnak içerisinde tebliğin adı, kongrenin adı, yapıldığı yer, tebliğin başlangıç ve bitiş sayfa no, (yıl).
Kaynak bir standart ise: Standardın numarası, tırnak içerisinde standardın adı, (yıl).
7. ÇİZELGE VE ŞEKİLLER: Çizelge içermeyen bütün görüntüler (fotoğraf, çizim, diyagram, grafik, harita vs.) şekil olarak isimlendirilmelidir. Her bir çizelge ve şekil, metin içinde gireceği yere yerleştirilmelidir. Bütün şekiller metin içinde ardışık olarak numaralandırılmalıdır (Metin içerisinde kullanılan Çizelge ve Şekillerin tümünün ingilizceleri parantez içerisinde belirtilmelidir. Yazım dili İngilizce olan makalelerde, parantez içerisinde herhangi bir şey belirtilmemelidir. Tüm metin İngilizce olmaldır).
8. FORMÜLLER VE BİRİMLER: Metin içerisindeki tüm formüller equation formatında yazılmalıdır. Formüllere (1), (2) şeklinde sıra numarası verilmelidir. Tüm birimler SI birim sisteminde olmalıdır.
9. SİMGELER VE KISALTMALAR : Metin sonunda kaynaklardan önce verilebilir.
10. TEŞEKKÜR : Eğer kişi veya kurumlara teşekkür yapılacaksa bu kısımda yazılmalı ve kaynaklardan önce verilmelidir.
İngilizce dilindeki makaleler için:
DECLARATION OF ETHICAL STANDARDS
The author(s) of this article declare that the materials and methods used in this study do not require ethical committee permission and/or legal-special permission.
12. YAZAR KATKILARININ BEYANI: Bu bölümde makalede adı geçen her bir araştırmacının makaleye olan katkısı belirtilmelidir.
13. ÇIKAR ÇATIŞMASININ BEYANI: Makale yazarları arasındaki çıkar çatışması durumu belirtilmelidir. Herhangi bir çıkar çatışması yoksa "Bu çalışmada herhangi bir çıkar çatışması yoktur" ibaresi yazılmalıdır.
Politeknik Dergisi makale gönderimi veya basım aşamasında herhangi bir ücret talep etmemektedir.
This work is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International.