Mechanical characterization of cells and tissues by scanning acoustic microscopy and optical tweezers
Taramalı akustik mikroskop ve optik cımbız ile hücrelerin ve dokuların mekanik karakterizasyonu
- Tez No: 632800
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET BURÇİN ÜNLÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hücre ve doku mekaniği çeşitli patolojik ve fizyolojik süreçlerde hayati bir role sahiptir. Mekanik pertürbasyonlar ve dış uyaranlar, hücre veya doku içinde sayısız biyolojik süreç üretir ve bu da mekanik değişikliklere neden olabilir. Bu nedenle biyolojik çevrenin altında yatan mekanik özelliklerin incelenmesi, özellikle kanserde hastalıkların tanı ve prognozu için umut verici ve önemli bir araştırma alanıdır. Bunu araştırmak için, ilk olarak, vücut fonksiyonlarını ve biyolojik süreçleri düzenlediği bilinen sodyum iyonunun difüzyonunu izlemek için yumuşak dokuyu taklit eden agaroz fantomunda zamana bağlı akustik empedans ölçümü ile Taramalı Akustik Mikroskopi (TAM) uygulamasını önerdik. Fantom konsantrasyonundaki değişiklikler ile akustik empedans dağılımı arasında doğrusal bir korelasyon oluşturduk. Bu tezdeki ikinci soru, kümülatif ışınlama dozları ile insan dişlerinin mekanik özellikleri arasında bir korelasyon olup olmayacağı idi. Burada, kafa ve boyun kanseri hastalarını tedavi etmek için uygulanan radyasyon tedavisi uygulamasından sonra insan dişleri üzerinde akustik-mekanik etkileri karakterize etmek için mikrometre çözünürlüğünde 320 MHz TAM kullanıldı. TAM dışında, tez, hücre korteks seviyesinde radyoterapiye hücre reaksiyonlarını değerlendirmek için belirleyici bir faktör olarak kırmızı kan hücresi deforme edilebilirliğinin ölçülmesi için çift ışınlı bir optik cımbız çalışması sunar. Bu iki görüntüleme tekniği, biyolojik maddede dış uyaranlara yanıt olarak biyomekanik varyasyonları anlamak için kullanılmıştır. Her deneysel araştırma için bu tez, bu yöntemlerin avantajları ve dezavantajları ile birlikte fiziksel ve biyolojik açıdan bulguların ardındaki nedenleri ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Cell and tissue mechanics has a vital role in several pathological and physiological processes. Mechanical perturbations and external stimuli produce numerous biological processes within a cell or a tissue, which can result in mechanical changes. Therefore, examination of the underlying mechanical characteristics of biological surroundings is a promising and important research area for the diagnosis and prognosis of diseases, especially in cancer. To delve into this, we first proposed the application of Scanning Acoustic Microscopy (SAM) for monitoring diffusion of sodium ion, which is known to regulate bodily functions and biological processes, by time-dependent acoustic impedance measurements on the soft tissue-mimicking agarose phantom. We established a linear correlation between the alterations in the phantom concentration and its acoustic impedance distribution. The second question in this thesis was to whether establish a correlation between cumulative irradiation doses and the mechanical properties of the human teeth or not. Here, 320 MHz SAM in micrometer resolution was used to characterize the acousto-mechanical effects on human teeth after radiation therapy application, which is applied to cure head and neck cancer patients. Apart from SAM, this thesis introduces a dual-beam optical tweezers study for the quantification of red blood cell deformability as a determinant factor to assess cell reactions to radiotherapy on the cell cortex level. These two imaging techniques were used to understand the biomechanical variations in response to exterior stimuli in biological matter. For each experimental investigation, this thesis revealed the advantages and disadvantages of these methods and the reasons behind the findings from the physical and biological points of view.
Benzer Tezler
- Ultrasona duyarlı hidrojellerin sentezi ve ilaç salım davranışlarının incelenmesi
Synthesis of ultrasensitive hydrogels and investigation of drug release behavior
ŞULE BALCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikSakarya ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CUMA BİNDAL
- Al2O3 ZrO2 CeO2 kompozitlerinin spark plazma sinterleme (SPS)yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of Al2O3 ZrO2 CeO2 composites by spark plasma sintering (SPS)
BETÜL ZEYNEP BİLGİÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Gözenekli ve biyobozunur magnezyum alaşımlarının implant malzemesi olarak üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of porous and biodegradable magnesium alloys as implant materials
ABDURRAHİM TEMİZ
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA YAŞAR
- Design of biocompatible hydrogels with regions of different chemical and mechanical properties
Farklı kimyasal ve mekanik özellikte bölgeler içeren biyouyumlu hidrojel tasarımları
ASLIHAN ARĞUN
- Doku mühendisliği uygulamaları için polivinil alkol (PVA)/nişasta temelli kriyojel doku iskelelerinin geliştirilmesi: Sentez, karakterizasyon ve biyouyumluluk değerlendirmeleri
Development of polyvinyl alcohol (PVA)/starch based cryogelscaffolds for tissue engineering applications: Synthesis, characterization and biocompatibility assessments
SEDA CEYLAN
Doktora
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİMET KARAGÜLLE
