Geri Dön

TiO2 enkapsüle kitosan mikro/nano partikül çapı tahmininde yapay sinir ağları modelleme tekniklerinin uygulanması

Application of artificial neural networks modeling techniques in micro/nano particle diameter estimation of TiO2 encapsulated chitosan

  1. Tez No: 859380
  2. Yazar: AYSU DEMİR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RAHİME SEDA TIĞLI AYDIN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 171

Özet

Mikropartiküller ve nanopartiküller, biyomedikal alanda hastalıkları teşhis etmek, izlemek, tedavi etmek ve önlemek gibi çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır. Kitosan, doğal bir polisakkarittir. Son yıllarda kitosan ve türevi biyomateryaller biyouyumluluk ve düşük toksisite gibi özellikleri sayesinde biyomedikal alanda ilgi görmüşlerdir. TiO2, iyi kimyasal stabilitesi, toksik olmaması, düşük maliyeti ile yüksek fotokatalitik aktivite ve antibakteriyel özellik kazandırma açısından çeşitli avantajlara sahiptir. Doğrusal olmayan çok değişkenli bir modelleme olan yapay sinir ağları (YSA), insan beyninden esinlenilerek geliştirilmiş bilgisayar programlarıdır. YSA'lar daha önceden öğrenilmiş veya sınıflandırılmış bilgileri kullanarak daha sonra hiç görmediği örnekler hakkında tahmin ve bilgi verebilen yapılardır. Bu çalışmada, biyomedikal uygulama alanlarında kullanılan TiO2 katkılı kitosan mikro/nano partiküllerin antibakteriyel özelliği ve partikül üretiminde proses parametrelerini tanımlayarak partikül boyutunu başarı ile tahmin edebilecek yapay sinir ağı modelinin uygulanabilirliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Partiküller iyonik jelasyon mekanizması kullanılarak şırınga damlatma yöntemi ile üretilmiştir. E. Coli ortamında kitosan ve kitosan/TiO2 nanopartikül varlığında, 6 mm disk çapından (blank disk) sırasıyla, 7.5 mm ve 8 mm disk çapına bir zon oluşumu tespit edilmiştir. Bu durumda, TiO2 varlığında kitosan nanopartiküllerin antimikrobiyal aktivite gösterebileceği belirlenmiştir. Hesaplaması yapılan tüm gruplardaki partiküllerin (kitosan, kitosan/TiO2, kitosan-kitosan/TiO2) test çıktı değeri performans grafiklerinin, yapay sinir ağlarının MLP modelinde iyi uyum gösterdiği belirlenmiştir. MLP modelinde en yüksek R ve R2 değerleri (sırasıyla 0.89219 ve 0.8104) kitosan/TiO2 partikül verilerinden elde edilmiştir. Hesaplaması yapılan tüm gruplardaki beklenen değerlerin performans grafiklerinin, yapay sinir ağlarıyla RBF modelinde tamamıyla uyum gösterdiği anlaşılmıştır (R2=1). Her iki modelin de tüm gruplardaki boyut tahmininde başarılı olduğu, ancak RBF modelinden elde edilen R ve R2 değerlerinin daha yüksek ve hata değerlerinin daha düşük olduğu belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Microparticles and nanoparticles are used in the biomedical field for various purposes such as diagnosing, monitoring, treating and preventing diseases. Chitosan is a natural polysaccharide. In recent years, chitosan and its derivative biomaterials have attracted attention in the biomedical field thanks to their properties such as biocompatibility and low toxicity. TiO2 has various advantages in terms of its good chemical stability, non-toxicity, low cost, high photocatalytic activity and antibacterial properties. Artificial neural networks (ANN), which is a non-linear multivariate modeling, are computer programs inspired by the human brain. ANNs are structures that can provide predictions and information about samples that have never been seen by using previously learned or classified information. In this study, it was aimed to investigate the antibacterial properties of TiO2-doped chitosan micro/nano particles used in biomedical application areas and the feasibility of an artificial neural network model that can successfully predict the particle size by defining the process parameters in particle production. Particles were produced by syringe dropping method using the ionic gelation mechanism. In the presence of chitosan and chitosan/TiO2 nanoparticles in E. Coli medium, a zone formation was detected from 6 mm disc diameter (blank disc) to 7.5 mm and 8 mm disc diameter, respectively. In this case, it was determined that chitosan nanoparticles could show antimicrobial activity in the presence of TiO2. It was determined that the test output value performance graphs of the particles in all calculated groups (chitosan, chitosan/TiO2, chitosan-chitosan/TiO2) showed good fit in the MLP model of the artificial neural networks. In the MLP model, the highest R and R2 values (0.89219 and 0.8104, respectively) were obtained from chitosan/TiO2 particle data. It has been understood that the performance graphs of the expected values in all calculated groups are completely compatible with the artificial neural networks and the RBF model (R2=1). It was determined that both models were successful in size estimation in all groups, but the R and R2 values obtained from the RBF model were higher and the error values were lower.

Benzer Tezler

  1. Improving bone tissue integration of hard tissue implants using bioactive materials

    Biyoaktif malzemeler kullanılarak sert doku implantlarının kemik doku entegrasyonunun artırılması

    GİZEM KEREM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULHALİM KILIÇ

  2. Titanyum dioksit (TiO2) nanopartikülünün Galleria mellonella (L.) (Lepidoptera:Pyralidae'nın gelişimine ve hemositlerine etkisi

    Effects of titanium dioxide (TiO2) nanoparticle on development and hemocytes of Galleria mellonella (L.) (Lepidoptera:Pyralidae

    GÖZDE CANLI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    BiyolojiMarmara Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZAHİDE ULYA NURULLAHOĞLU

  3. Thin film coatings with various materials and techniques for smart glass applications

    Akıllı cam uygulamaları için farklı malzemeler ve tekniklerle ince film kaplamalar

    AYŞE DİCEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ESRA ZAYİM

  4. Determination of thermal optical properties of TiO2 and ZrO2 films and their fiber optic temperature sensor application

    TiO2 ve ZrO2 filmlerin termal optik özelliklerinin belirlenmesi ve bunların fiber optik ısı algılayıcısı uygulamaları

    GÜLTEKİN GÜLŞEN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Fizik ve Fizik MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. M. NACİ İNCİ

  5. TiO2 photocatalytic degradation of substituted resorcinols: Kinetic and mechanistic studies

    Takılandırılmış resorsinollerin TiO2 yarıiletkeni ile fotokatalitik degradasyonu: Kinetik ve mekanistik çalışmalar

    AYŞE NEREN ÖKTE

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    KimyaBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YÜKSEL İNEL