Kemik kırığı iyileşmesi için dielektroforetik kuvvet uyarımı

Ortalama olarak, bir insanın hayatı boyunca iki kez kemik kırığına rastlanmaktadır. İyileşme süresi hastanın yaşına, sağlığına, kırığın tipine, şiddetine ve özellikle bölgedeki enfeksiyona göre çok uzun olabilmektedir. Hasta çalışamaz durumda ve yardıma ihtiyacı olduğu için bu durum hasta için yıpratıcı olmaktadır. Kırık iyileşme süresini azaltmak için invaziv ve noninvaziv yöntemler üzerinde çalışılmasına rağmen, doğru akım, elektromanyetik alan, darbeli elektromanyetik alan, ultrason ve düşük yoğunluklu x-ışını gibi, bu yöntemlerin hiçbiri tatmin edici olmamıştır. Bu tezde, yeni bir yöntem olan dielektroforetik kuvveti anlatmaktayız. Kırık bölgesine sabit olmayan elektromanyetik alan uygulanarak, kırmızı kan hücreleri kutuplaştırılabilir ve elektrik dipolleri oluşturulabilir. Bu dipollerin birbiriyle etkileşimi ve elektrik alandan dolayı kırmızı kan hücreleri dielektroforetik kuvvete maruz bırakılacaktır ve hızlanacaklardır, böylece kan akışı hızlanacaktır. Ayrıca, bu hızlanma sayesinde kırık bölgesinde damarlanma artışı, transmembran sinyallenmesi, besin maddeleri ve büyüme faktörlerinin artışı olacak, böylece kırık iyileşmesine yardımcı olunacaktır. Kırmızı kan hücreleri üzerindeki yerçekimi ve sürtünme kuvveti kan akışının kararlı halde olmasını sağlamaktadır. Dielektroforetik kuvvet bu kuvvet dengesine eklenerek kan akışı hızlandırılabilir. Sabit olmayan elektromanyetik alanın üretilmesi için üç farklı bobin modeli düşünülmüştür (doğrusal, parabolik ve karekök). Mathcad kullanılarak numerik olarak detaylı çalışılmıştır. Uzun kemik kırığı civarında ana arterler dikey odaklı ve dielektroforetik kuvvet kan akışı yönünde aşağıya doğrudur. Kan akış hızının artışını göstermek için dielektroforesiz (Dielektroforetik Kuvvet) varlığında olan akış hızının dielektroforesiz olmadan ki akış hızına oranı iyi bir ölçü olmaktadır. Dielektroforetik kuvvet 5-15 Hz aralığında doruk noktasına ulaşmaktadır. 5 Hz için ortalama doğrusal, parabolik ve karekök bobinler için sırasıyla 1.90, 2.51 ve 1.61'dir. Böylece parabolik bobin kırık iyileşmesi için en iyi seçenektir.