Research Information System
Afyon Kocatepe University Journal of Sciences and Engineering, vol.24, pp.197-206, 2024 (TRDizin)
Nasal dilators are medical devices used to relieve respiratory
distress caused by structural anomalies in the nasal valve.
These devices, which are applied to the nose externally or
internally, widen the nasal valve part of the nose, reducing the
air resistance and facilitating breathing. The structure of the
nose varies from person to person, and there are even
structural differences between two nasal valve structures of
the same individual. Therefore, customized nasal dilators can
be more efficient and comfortable. In this study, the design
and fabrication of custom nasal dilators using reverse
engineering and additive manufacturing methods are
discussed. In the design process, the impression of the nasal
valve was taken with a clay mold and the 3D model of this
mold was obtained by photogrammetry method. The final
model was then designed with a 3D modeling software to
provide air passage and facilitate the use of the device. TPU
was chosen as the material for the comfortable use of the
nasal dilator due to its flexible feature. Then the final model
was fabricated with an FDM (Fused Deposition Modeling) 3D
printer. The final product was compared with its 3D model in
terms of dimensional accuracy. As a result of measurements
taken from various references, the average dimensional error
in the product was obtained as 0.609% with 0.058mm. It is
understood that the personalized nasal dilators proposed in
this study can provide a great advantage over standard nasal
dilators of the same form used for different nasal structures,
thanks to their compatibility with the nasal structure of each
user. Reverse engineering, which facilitates the modeling of
free-form organic objects, and 3D printing technology, which
enables direct fabrication from design, offers significant
benefits for the design and production of personalized medical
devices that are not suitable for mass production, without
production line and high initial investment costs.
Nazal dilatörler nazal valfdeki yapısal anomalilerden
kaynaklanan solunum güçlüğünü gidermek amacıyla kullanılan
medikal cihazlardır. Buruna dışarıdan veya içeriden uygulanan
cihazlar burnun nazal valf bölgesini genişleterek buradaki hava
direncini azaltır ve nefes almayı kolaylaştırırlar. Burun yapısı
kişiden kişiye değişmekte hatta aynı bireyin iki nazal valf yapısı
arasında bile yapısal farklılıklar bulunmaktadır. Bu nedenle
kişiye özel olarak tasarlanan nazal dilatörler daha verimli ve
konforlu olabilirler. Bu çalışmada tersine mühendislik ve
eklemeli imalat yöntemleri kullanılarak kişiye özel nazal dilatör
tasarımı ve üretiminden bahsedilmektedir. Tasarım sürecinde
nazal valfin izi kil kalıp ile alınmış ve bu kalıbın 3B modeli
fotogrametri yöntemiyle elde edilmiştir. Elde edilen model
daha sonra bir 3B modelleme yazılımı ile hava geçişini
sağlayacak ve cihazın kullanımı kolaylaştıracak şekilde
tasarlanmıştır. Nazal dilatörün konforlu kullanımı için malzeme
olarak esnek özelliğinden dolayı TPU seçilmiştir. Daha sonra
modelin üretimi bir FDM (Fused Deposition Modeling) 3B yazıcı
ile yapılmıştır. Elde edilen ürün, 3B modeli ile boyutsal doğruluk
açısından karşılaştırılmıştır. Belirlenen çeşitli referanslardan
alınan ölçümler neticesinde üründe ortalama boyutsal hata
0,058mm ile %0,609 olarak elde edilmiştir. Bu çalışmada
geliştirilmiş olan kişiye özel nazal dilatörlerin her bir kullanıcının
burun yapısıyla uyumu sayesinde farklı burun yapıları için
kullanılan aynı formdaki standart nazal dilatörlere göre büyük
üstünlük sağlayabileceği anlaşılmaktadır. Serbest-formlu
organik objelerin modellenmesini kolaylaştıran tersine
mühendislik ve tasarımdan doğrudan üretime imkân veren 3B
baskı teknolojisi hat kurulumu ve yüksek ilk yatırım maliyetleri
olmadan, seri üretime uygun olmayan kişiye özel medikal
cihazların tasarım ve üretimi için önemli faydalar sunmaktadır.