Yarı iletken diyot lazerlerin dokular üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of semiconductor diode lasers on tissues
- Tez No: 1012056
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM KÜÇÜKKARA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında lazer doku dikimi (Laser Tissue Welding, LTW) yönteminin etkinliği; farklı lazer güçleri, ışınlama süreleri, lazer uygulama modları ve biyoadhezif kullanımı açısından deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında ex vivo koyun bağırsağı ve koyun derisi dokuları kullanılmıştır. 980 nm diyot lazer ile 2, 4 ve 6 W güç seviyeleri, 5, 10 ve 15 sn ışınlama süreleri, sürekli dalga (CW) ve darbeli modlar ile %20 BSA ve %20 BSA + ICG biyoadhezif formülasyonlarının kaynak başarısı üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, lazer doku dikiminin yalnızca lazer enerjisinin uygulanmasına değil, doku türü, biyoadhezif formülasyonu, lazer gücü, ışınlama süresi ve termal dozun birlikte kontrol edilmesine bağlı olduğunu göstermiştir. Biyoadhezif kullanılmayan gruplarda stabil ve tekrarlanabilir kaynak oluşumu sağlanamamış; bu durum albumin bazlı biyoadheziflerin doku arayüzünde protein aracılı bağlanmayı desteklemede kritik rol oynadığını ortaya koymuştur. Koyun derisi numunelerinde yüzeyde kalan kıl folikülleri ve pigmentli yapılar nedeniyle düzensiz optik soğurma ve lokal termal hasar gözlenmiş; bu nedenle ayrıntılı parametre değerlendirmeleri ağırlıklı olarak daha homojen kaynak arayüzü sağlayan koyun bağırsağı dokusu üzerinden yapılmıştır. BSA uygulaması doku kenarlarının yaklaşmasını iyileştirirken, BSA + ICG formülasyonu kaynak arayüzünde lokal fototermal soğurmayı artırarak daha homojen ve lokalize bir kaynak hattı oluşturmuştur. Lazer gücü açısından 2 W yetersiz bağlanma ile sonuçlanırken, 6 W aşırı doku büzülmesi, renk değişimi ve termal deformasyon riskini artırmıştır. En uygun makroskobik, mikroskobik ve fonksiyonel sonuçlar, BSA + ICG kullanılarak CW modunda 4 W güç ve 10 sn ışınlama süresinde elde edilmiştir. Bu koşulda bağırsak dokusunda stabil kaynak hattı oluşmuş ve sızdırmazlık testinde görünür sıvı kaçağı gözlenmemiştir. Sıcaklık–zaman takibi ve CEM43 tabanlı termal doz analizi, kaynak başarısının kontrollü termal maruziyet ile ilişkili olduğunu göstermiştir. Sabit 15 sn CW ışınlama altında BSA + ICG ile yapılan analizde 2 W ihmal edilebilir termal doz oluştururken, 6 W aşırı termal birikim meydana getirmiştir. Buna karşılık 4 W, kontrollü orta düzey bir termal yanıt sağlamıştır. CW mod, aynı tepe güç koşullarında darbeli moda kıyasla daha stabil sıcaklık profili ve daha homojen kaynak morfolojisi oluşturmuştur; ancak bu karşılaştırma enerji eşdeğerliği sağlanmadığı için dikkatli yorumlanmalıdır. Sonuç olarak, lazer doku dikimi başarısının yalnızca güç ve süreye değil, biyoadhezif destekli enerji lokalizasyonu ve termal doz kontrolüne bağlı olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma, albumin destekli 980 nm diyot lazer doku dikimi için pratik bir parametre aralığı sunmakta ve sıcaklık izleme ile CEM43 analizinin LTW optimizasyonunda tamamlayıcı değerlendirme araçları olarak kullanılabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the effectiveness of laser tissue welding (LTW) was experimentally investigated in terms of laser power, irradiation time, laser delivery mode, and bioadhesive application. Ex vivo sheep intestine and sheep skin tissues were used as experimental models. The effects of 980 nm diode laser irradiation at 2, 4, and 6 W, irradiation times of 5, 10, and 15 s, continuous-wave (CW) and pulsed delivery modes, and 20% BSA and 20% BSA + ICG bioadhesive formulations on welding performance were evaluated. The results demonstrated that successful LTW depends not only on laser energy delivery, but also on the combined control of tissue type, bioadhesive formulation, laser power, irradiation time, and thermal dose. Stable and reproducible welding was not achieved in the absence of bioadhesive, indicating the critical role of albumin-based bioadhesives in supporting protein-mediated bonding at the tissue interface. In sheep skin samples, residual hair follicles and pigmented structures caused non-uniform optical absorption and localized thermal damage; therefore, detailed parameter evaluation was mainly performed using sheep intestine tissue, which provided a more homogeneous welding interface. BSA application improved tissue edge approximation, whereas the BSA + ICG formulation enhanced localized photothermal absorption at the weld interface and produced a more homogeneous and localized weld line. In terms of laser power, 2 W resulted in insufficient bonding, while 6 W increased the risk of excessive tissue shrinkage, discoloration, and thermal deformation. The most favorable macroscopic, microscopic, and functional outcomes were obtained at 4 W for 10 s under CW irradiation using BSA + ICG. Under this condition, a stable weld line was formed in intestinal tissue, and no visible fluid leakage was observed during the leakage test. Temperature–time monitoring and CEM43-based thermal dose analysis showed that welding success was associated with controlled thermal exposure. Under fixed 15 s CW irradiation with BSA + ICG, 2 W produced negligible thermal dose, whereas 6 W caused excessive thermal accumulation. In contrast, 4 W provided a controlled intermediate thermal response. Under identical peak power settings, CW irradiation produced a more stable temperature profile and more homogeneous weld morphology than pulsed irradiation; however, this comparison should be interpreted cautiously because the two modes were not energy-equivalent. In conclusion, the success of LTW was found to depend not only on laser power and irradiation time, but also on bioadhesive-assisted energy localization and thermal dose control. This study provides a practical parameter window for albumin-assisted 980 nm diode laser tissue welding and demonstrates that temperature monitoring and CEM43 analysis can serve as complementary tools for LTW optimization.
Benzer Tezler
- Yüksek güçlü yarı iletken diyot lazerlerin bakteri ve funguslar üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Check the effect of high-power semiconductor diode lasers on bacteria and yeast
HALİL ATMACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyofizikMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM KÜÇÜKKARA
PROF. DR. NADİR DİZGE
- InP tabanlı pasif mod kilitli çok bölümlü diyot lazerlerin tasarımı ve üretimi
Design and fabrication of InP-based passive mode-locked multisection diode lasers
RUKİYE AKSAKAL
Doktora
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT ÇAKMAK
- Saydam frekans seçicili optik geri beslemeli diyot lazerlerde ışın karakterizasyonu
Beam characterization in diode lasers with optical feedback withtransparent frequency selector
ŞERİFE AÇELYA USTA KAZAN
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM KÜÇÜKKARA
- 520 nm dalga boylu harici optik geri beslemeli diyot lazer sistemi için çizgisel geometrili hacim fazlı kırınım ızgaralı lazer kovuğu tasarlanması, kurulması ve çalıştırılması
Designing, constructing and working a laser beam with a diffraction grating with volume phase with linear geometry for 520 nm wavelength external optical feedback diode laser system
ZÜLFÜ DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM KÜÇÜKKARA
- 915 nm dalga boyuna sahip yarıiletken lazer diyot kullanarak temassız lehimleme işlemi
Contactless soldering process using semiconductor laser diode with 915 nm wavelength
MURAT BURCCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASLI AYTEN KAYA