Construction of a variable frequency ac magnetic field device and magnetic hyperthermia applications on ferrite nanoparticles
Değiştirilebilir frekanslı ac manyetik alan cihazının yapımı ve ferrit nanopartiküller üzerinde manyetik hipertermi uygulamaları
- Tez No: 824603
- Danışmanlar: PROF. DR. MÜRVET VOLKAN, DOÇ. DR. TELEM ŞİMŞEK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Kimya, Physics and Physics Engineering, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 175
Özet
Manyetik hipertermi, kanser tedavisi için umut vaat eden bir terapötik yöntemdir. Bu yöntem, biyolojik olarak uyumlu manyetik nanoparçacıkların tümör içine yerleştirilmesine ve sonrasında yüksek frekanslı elektromanyetik alana maruz bırakılmasına dayanmaktadır. Bu alandaki çalışmalar yoğunlaşarak devam etmektedir. Bu tez kapsamında manyetik sıvı hipertermi araştırmalarında kullanılabilecek değişken frekanslı manyetik hipertemi sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen sistem 20 – 80 kHz frekans aralığında ve 2 kA/m'ye kadar şiddette alternatif manyetik alan uygulayabilmektedir. 0,1 ºC'lik sıcaklık ölçüm hassasiyeti ve çalışma sırasında geliştirilen yazılımlar SAR değerlerinin düşük ısınma şartlarında da yüksek doğruluk ile ölçülmesini sağlamıştır. Bu sayede düşük manyetik alan altında Lineer Tepki Teorisi'nin test edilmesine imkan sağlayacak bir deneysel düzenek elde edilmiştir. Geliştirilen sistemin test edilmesi için ihtiyaç duyulan manyetik nanoparçacıklar da bu çalışma kapsamında üretilmiş ve kimyasal, kristalografik ve manyetik yöntemlerle karakterize edilmiştir. Karakterizasyon sonuçları elde edilen malzemelerin manyetik özelliklerinin geniş bir skalaya dağıldığını göstermiştir. Üretilen ve karakterize edilen parçacıklar geliştirilen hipertermi cihazı kullanılarak deneylere tabi tutulmuştur. Deneylerden elde edilen sonuçlar fiziksel modeller ile karşılaştırılarak sistemin işlerliği teyit edilmiştir. Hipertermi çalışmalarında ısınmaya etki edebilecek parametrelerin çokluğu ve bunların doğrudan ya da dolaylı olarak birbirlerine bağlı olmaları deneysel çalışmalardan sistematik sonuçlar çıkarmayı zorlaştırmaktadır. Bu zorluğun aşılabilmesi için deneysel çalışmaların çeşitliliğinin arttırılması gerekmektedir. Özellikle düşük manyetik alan altında Lineer Tepki Teorisi üzerine birçok teorik çalışma bulunmasına rağmen deneysel çalışmalara nadiren rastlanmaktadır. Çalışma kapsamında geliştirilen hipertermi sisteminin bu alandaki çalışmalara çeşitlilik katacağı ve sahip olduğu düşük manyetik alan şiddeti ve hassas sıcaklık ölçme yetenekleri ile açıklamada güçlük çekilen noktaların açıklanmasına katkı sağlayabileceği düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Magnetic hyperthermia is a promising therapeutic method for cancer treatment. This method is based on the intratumoral deposition of biocompatible magnetic nanoparticles followed by exposure to a high-frequency electromagnetic field. Research in this field continues to intensify. Within the scope of this thesis, a variable frequency magnetic hyperthermia system has been developed for research in magnetic fluid hyperthermia. The developed system can apply an alternative magnetic field in the frequency range of 20 to 80 kHz with amplitudes up to 2 kA/m. With a temperature measurement accuracy of 0.1°C and software developed during operation, the SAR (Specific Absorption Rate) values can be measured with high accuracy even under low heating conditions. Thus, an experimental setup has been obtained that allows the testing of the Linear Response Theory under low magnetic fields. The magnetic nanoparticles required for testing the developed system were also produced within the scope of this study and characterized using chemical, crystallographic, and magnetic methods. The characterization results indicated a wide distribution of magnetic properties for the obtained materials. The produced and characterized particles were subjected to experiments using the developed hyperthermia system. The results obtained from the experiments were compared with physical models to confirm the functionality of the system. In hyperthermia studies, the multitude of parameters that can affect heating and their direct or indirect interdependencies make it challenging to draw systematic conclusions from experimental studies. To overcome this challenge, it is necessary to increase the diversity of experimental studies. Although there are numerous theoretical studies on the Linear Response Theory under low magnetic fields, experimental studies are rarely encountered. It is believed that the hyperthermia system developed during the study will contribute diversity of experiments in this research area. With its low magnetic field intensity and precise temperature measurement capabilities, the system could provide insights into challenging aspects that are often difficult to explain.
Benzer Tezler
- Sincap kafesli asenkron makinenin rotor alan yönlendirmeli kontrolü
Rotor field-orientation control of a squirrel cage induction machine
SAFFET ALTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. EMİN TACER
- Vektör kontrollü yöntemi ile denetime yönelik bir asenkron makina modeli
An Induction machine model for vector control methods
CEM TOLGA DURAK
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ATİLLA BİR
- Elektrik motoru seçim kriterleri ve kontrol organına bir limiter konulmuş motorun optimal parametrelerinin simpleks metodu ile tayini
Başlık çevirisi yok
VOLKAN ÇAKMAKÇI
- Robot sürüşü için doğrusal asenkron motor tasarımı
Design of linear induction motor as a robot actuator
ÖZGÜR ÜSTÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. NEJAT TUNÇAY
- Asenkron motorlarda darbe genişlik modülasyonlu frekans çevirici ile hız denetimi
The Speed control of induction motors with pulse width modulation frequency converter
FATİH ATALAY
Yüksek Lisans
Türkçe
1990
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. EMİN TACER