Search

Bu tezin ilk bölümünde çözümlerin azalması ve patlaması ile ilgili günümüze kadar yapılan çalışmalar tarihi gelişimiyle ele alınmıştır. İkinci bölümde tez boyunca kullanılacak olan temel tanım, teorem ve eşitsizlikler verilmiştir. Üçüncü bölümde tezde kullanılan çözümlerin azalması ve patlaması ile ilgili lemmalar ispatları ile birlikte verilmiştir. Dördüncü bölümde doğrusal olmayan damping ve kaynak terim içeren dalga denklem sisteminin çözümlerinin lokal varlığı, global varlığı, enerji azalması ve patlaması çalışılmıştır. Beşinci bölümde yüksek mertebeden zayıf damping terimli denklem sisteminin çözümlerinin enerji azalması ve patlaması çalışılmıştır. Altıncı bölümde ise güçlü damping, doğrusal olmayan damping ve kaynak terim içeren doğrusal olmayan yüksek mertebeden denklem sisteminin çözümlerinin global varlığı, enerji azalması ve patlaması çalışılmıştır. In the first chapter of this thesis the historical developments of the decay and blow up of solutions are investigated. In the second chapter, basic definitions, theorems and inequalities that will be used throughout the thesis are given. In the third chapter, some basic lemmas about the decay and blow up of solutions, used in the thesis, are given with their proofs. In the fourth chapter, local and global existence, energy decay and blow up of solutions are studied for a system of wave equation with nonlinear damping and source terms. In the fifth chapter, the energy decay and blow up of solutions for a higher order system with weak damping term are studied. In the sixth chapter, global existence, energy decay and blow up of solutions are studied for a higher order systems with strong damping, nonlinear damping and source terms. Dicle Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü'nce 12-FF-150 desteklenmiştir.

Bu tezde doğrusal olmayan hiperbolik tipten bazı kısmi diferansiyel denklemlerin çözümlerinin matematiksel davranışı incelenmiştir. İlk bölümde, hiperbolik kısmi diferansiyel denklemlerle ilgili günümüze kadar yapılmış çalışmalar tarihi gelişimi ile kısaca ele alınmıştır. İkinci bölümde, tezin sonraki bölümleri için gerekli olan temel bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde, ikinci mertebeden hiperbolik denklemlerin zayıf çözümleri tanımlanmıştır. Dördüncü bölümde, dördüncü mertebeden dispersive ve dissipative terimli bir dalga denkleminin asimptotik davranışı incelenmiştir. Beşinci bölümde, damping terimli altıncı mertebeden bir Cauchy probleminin lokal ve global varlığı, başlangıç verilerine sürekli bağımlılığı ve asimptotik davranışı ispatlanmıştır. In this thesis, mathematical behavior of solutions of some partial differential equations which are hyperbolic type is investigated. In the first chapter, the historical development of studies related to partial differential equations up to now is shortly discussed. In the second chapter, some fundamental definitions and notations which are necessary for the following chapters are given. In the third chapter, weak solutions of the second order hyperbolic equations are defined. In the fourth chapter, asymptotic behavior of a forth order wave equations with dissipative and dispersive terms is investigated. In the last chapter, local and global existence, continuous dependence on initial data and asymptotic behavior of a sixth order Cauchy problem with damping is proved.

The present paper examines the effects of the Customs Union (CU) and Free Trade Agreements (FTAs) on Turkey's extensive and intensive margins. For this purpose, using highly disaggregated product-level data at the six-digit product level of Harmonized System, we first decompose Turkey's export to 172 countries over the period 1996-2011 into extensive and intensive margins, following the decomposition approach by Hummels and Klenow (2005). We then investigate the effects of the CU and FTAs on Turkey's extensive and intensive margins using a standard gravity model. The same analyses are carried out for different categories of goods (final goods and intermediate goods exports). The empirical analyses show that the effects of the CU and FTAs on the extensive and intensive margins are statistically significant. Furthermore, the results suggest that the CU has larger impact on the extensive and intensive margins than FTAs.

Bu tezin ilk bölümünde fen ve mühendislik gibi uygulamalı bilimlerde ortaya çıkan diferansiyel denklemlerin tanımına ve tarihsel sürecine kısaca değinilmiştir. Diferansiyel denklemlerdeki gelişmelerin matematikte yeni alanların ortaya çıkmasını sağladığı ve matematikteki birçok alanlardaki ilerlemelerin de diferansiyel denklemler için yeni bakış açıları sunduğunada değinilmiştir. İkinci bölümünde, tezin amacı belirtilmiş ve logaritmik kaynak terimli denklemlerin genel olarak kullanıldığı alanlar verilmiştir. Daha sonra logaritmik kaynak terimli problemlerle ilgili temel çalışmalar verilmiştir. Burada ilk olarak Birula ve Mycielski'nin 1976'da çalıştığı problem verilmiş, hemen ardından Cazenave ve Haraux'un 1980 yılındaki çalışmasına yer verilmiştir. Temel problemler verildikten sonra günümüze kadar yapılan birçok çalışma bu bölümde verilmiştir. Üçüncü bölüm, üç kısımdan oluşmaktadır. İlk olarak Lebesgue uzayının tanımına yer verilmiştir. İkinci kısımda Sobolev uzayının tanımı ve Sobolev Gömülme teoremi verilmiştir. Üçüncü kısımda ise tez boyunca gerekli olan eşitsizliklere ve lemmalara yer verilmiştir. Dördüncü bölümde, bir boyutlu logaritmik kaynak terimli Klein-Gordon denklemine çalışılmıştır. Logaritmik lineer olmayan Klein-Gordon probleminin çözümlerinin lokal varlığı ele alınmıştır. Daha sonra problemin zayıf çözümünün ispatı verilmiş olup, ispat: Yaklaşım Çözüm bulma, Önsel Kestirim ve Limite Geçiş olmak üzere üç adımdan oluşmuştur. Burada zayıf çözümün ispatında Galerkin metodu, Logaritmik Sobolev Eşitsizliği ve Kompaktlık teoremleri kullanılmıştır. Ayrıca ispatın üçüncü adımı olan Limite Geçiş adımında Aubin Lions lemmasından faydalanılmıştır. Beşinci bölüm tezin özgün kısmı olup logaritmik kaynak terimli yüksek mertebeden Klein-Gordon denkleminine çalışılmıştır. Problemimizin ilk olarak enerji denklemi bulunup, gerekli lemmalar ve tanımlara yer verilmiştir. Daha sonra problemimizin global varlığı ve üstel azalmasıyla ilgili teoremler verilmiş ve teoremlerin ispatında kullanılacak lemmalar ispatlarıyla birlikte verilmiştir. Son olarak problemimizin çözümün patlamasına çalışılmıştır. Konkavlık metodu kullanılarak problemimizin patlaması gösterilmiştir. Altıncı bölümde ise tezin sonuç ve öneriler kısmına yer verilmiştir. In the first part of this thesis, the definition and historical process of the differential equation that emerged in applied sciences such as science and engineering are briefly mentioned. It is also mentioned that the developments in differential equations provide the emergence of new fields in mathematics and the advances in many fields in mathematics offer new perspectives for differential equations. In the second part, the purpose of the thesis is stated and the areas where the equations with logarithmic source terms are used in general are given. Then, basic studies on problems with logarithmic source terms are given. Here, first the problem that Birula and Mycielski worked on in 1976 is given, and then the work of Cazenave and Haraux in 1980 is given. After the basic problems are given, many studies carried out until today are given in this section. The third part consists of three parts. Firstly, the definition of Lebesgue space is given. In the second part, the definition of Sobolev space and the Sobolev Embedding theorem are given. In the third part, the inequalities and lemmas required throughout the thesis are included. In the fourth chapter, the Klein-Gordon equation with one-dimensional logarithmic source terms is studied. The local existence of the solutions of the logarithmic nonlinear Klein-Gordon problem is discussed. Then, the proof of the weak solution of the problem is given, and the proof consists of three steps: Approach Finding the Solution, Predictive Estimation and Passing the Limit. Here, Galerkin method, Logarithmic Sobolev Inequality and Compactness theorems are used to prove the weak solution. In addition, the Aubin Lions lemma is used in the step of Passing the Limit, which is the third step of the proof. The fifth chapter is the original part of the thesis, and the higher order Klein-Gordon equation with logarithmic source terms has been studied. First, the energy equation of our problem is found and shown, and necessary lemmas and definitions are given. Then, the theorems about the Global Existence and Exponential Decay of our problem are given and the lemmas to be used in the proof of the theorems are given together with their proofs. Finally, the Blow up of the Solution of our problem has been attempted. The blow up of our problem has been shown using the concavity method. In the sixth chapter, the conclusion and suggestions of the thesis are given. 2210 Yurt içi yüksek lisans bursu ile TÜBİTAK tarafından desteklenmiştir.

Kısmi diferansiyel denklemler ile ilgili 19. ve 20. yüzyılda yapılan çalışmalarda bir yandan kısmi diferansiyel denklemlerin matematiğin diğer dallarıyla ilişkisi araştırılırken diğer yandan mühendislik ve diğer uygulamalı bilimler ile olan bağlantısı ortaya konmaya çalışılmıştır. Bu nedenle bu tipten denklemlerin çalışılması sadece problemlerin teorik olarak çözümlerinin ortaya konmasını değil aynı zamanda matematiksel modellemesi yapılan birçok mühendislik, kimya, fizik vb. olayların çalışılmasına da zemin hazırlamaktadır. Doğada karşılaşılan olaylar matematiksel olarak birer problem teşkil etmektedir. Bu problemlere bir yaklaşım olarak matematiksel modeller oluşturmak teorik açıdan bilimin gelişmesine katkı sağlayacaktır. Doğadaki olayların matematiksel olarak ifade edilebilmesi ve anlaşılması için öne sürülen modeller genellikle lineer olmayan kısmi diferansiyel denklemlere dayanmaktadır. Lineer olmayan kısmi diferansiyel denklemlerin her zaman açık çözümü bulunamayabilir. Çözümü bulunamayan lineer olmayan kısmi diferansiyel denklemlerde yaklaşık bir çözüm bulmak veya çözümün davranışıyla ilgili bir fikre sahip olmak için denklemin bazı şartlar ile sınırlandırılması gerekliliği ortaya çıkmıştır. Bu problemlerde tam olarak çözüm bulunamasa da hangi şartlar altında ve hangi zamanda çözümün var olup olmadığının araştırılması matematikte önemli bir çalışma alanı oluşturmaktadır. Bu tezin ilk bölümünde mühendislik ve fen gibi uygulamalı bilimlerde ortaya çıkan evolüsyon denklemlere kısaca değinilmiştir. İkinci bölümünde logaritmik kaynak terimli denklemlerle ile ilgili günümüze kadar yapılan çalışmaların tarihi gelişimi ele alınmıştır. Üçüncü bölümünde tez boyunca kullanılacak olan temel tanım, lemma, teorem ve eşitsizlikler verilmiştir. Dördüncü bölümünde logaritmik kaynak terimli Kirchhoff tipli parabolik denklem çözümlerinin lokal varlığı, global varlığı, üstel azalması ve patlaması çalışılmıştır. Beşinci bölümünde logaritmik kaynak terimli p-biharmonik parabolik denklem çözümlerinin global varlığı ve polinomal azalması çalışılmıştır. Altıncı bölümünde logaritmik kaynak terimli yüksek mertebeden parabolik denklem çözümlerinin global varlığı, üstel azalması, sonsuzdaki patlaması ve sonlu zamanda patlaması çalışılmıştır. In the 19th and 20th century studies on partial differential equations, on the one hand, the relationship of partial differential equations with other branches of mathematics was investigated, on the other hand, its connection with engineering and other applied sciences was tried to be revealed. For this reason, the study of this type of equations not only helps to reveal the theoretical solutions of the problems, but also to many engineering, chemical, physics, etc. mathematical modeling. It also lays the groundwork for the study of events. Events encountered in nature pose a mathematical problem. Creating mathematical models as an approach to these problems will contribute to the development of science in theory. Models proposed for expressing and understanding the phenomena in nature mathematically are generally based on nonlinear partial differential equations. Explicit solutions of nonlinear partial differential equations may not always be found. In order to find an approximate solution or to have an idea about the behavior of the solution in nonlinear partial differential equations whose solution cannot be found, it has become necessary to limit the equation to some conditions. Although there is no exact solution to these problems, investigating under what conditions and at what time a solution exists or not constitutes an important field of study in mathematics. In the first part of this thesis, the evolution equations that emerged in applied sciences such as engineering and science are briefly mentioned. In the second part, the historical development of the studies on the equations with logarithmic source terms is discussed. In the third chapter, the basic definition, lemma, theorem and inequalities that will be used throughout the thesis are given. In the fourth chapter, local existence, global existence, exponential decay and blow up of Kirchhoff type parabolic equation solutions with logarithmic source terms are studied. In the fifth chapter, the global existence and polynomial decay of pbiharmonic parabolic equation solutions with logarithmic source terms are studied. In the sixth chapter, the global existence, exponential decay, blow up at infinity and blow up at finite time of higher order parabolic equation solutions with logarithmic source term are studied.

Bu tezin ilk bölümünde Lamé denkleminin, gecikmeli denklemlerin ve logaritmik kaynak terim içeren denklemlerin fiziksel anlamları verilmiştir. Ayrıca gecikmeli diferansiyel denklemler ile ilgili tarihsel sürecinden bahsedilmiştir. Gecikmeli diferansiyel denklemler il eilgili ortaya çıkan bazı modellemeler de verilmiştir. İkinci bölümünde, tezin amacı belirtilmiş ve gecikmeli terim içeren denklemlerin genel olarak kullanıldığı alanlar verilmiştir. Bu alanlar genel olarak optik, nükleer fizik, kuantum mekaniği ve joefizik gibi alanlarda ortaya çıkmıştır. Daha sonra gecikmeli terim içeren problemlerle ilgili temel çalışmalar verilmiştir. Burada ilk olarak Kafini'nin 2021'de çalıştığı problem verilmiş, hemen ardından Taouaf ve arkadaşlarının 2018 yılındaki çalışması verilmiştir. Üçüncü bölüm, beş kısımdan oluşmaktadır. İlk olarak birinci kısımda Lebesgue uzayının tanımına yer verilmiştir. İkinci kısımda Sobolev uzayının tanımı ve Sobolev Gömülme teoremi verilmiştir. Üçüncü kısımda tez boyunca gerekli olan Young, Hölder, Sobolev ve Sobolev-Poincare eşitsizliklerine yer verilmiştir. Dördüncü kısımda Fourier Serisi ve Parseval Özdeşliği ifade edilmiştir. Beşinci kısımda ise Yarıgrup Metodu ile ilgili tanımlamalar, lemmalar ve teoremler yer almaktadır. Dördüncü bölüm tezin esas kısmı olup Logaritmik Kaynak Terimli Lamé Sistemi ile ilgili üç alt bölümden oluşmuştur. İlk bölümde gecikmeli terim içeren logaritmik kaynak terimli denklemimizin iyi konulmuşluğu çalışılmıştır. Burada öncelikle bir dönüşüm yardımıyla gecikmeli denklem düzenlenerek elde problemin varlık ve tekliği yarıgrup yöntemiyle ispat edilmiştir. İkinci bölümde potansiyel derinlik metodu ile global varlığı gösterilmiştir. Bu bölümde ise global varlığın ispatı potansiyel derinlik metodu yardımıyla bulunmuştur. Üçüncü bölümde denklemin üstel azalması çalışılmıştır. Bu bölümde çalışılan üstel azalma tez içerisinde verilen teorem ve lemmalarla ispatlanmıştır. Beşinci bölümde ise tezin sonuç ve öneriler kısmına yer verilmiştir. In the first part of this thesis, the physical meanings of Lamé equation, delayed equations and equations containing logarithmic source terms are given. In addition, the historical process of delayed differential equations is mentioned. Some emerging models of delayed differential equations are also given. In the second part, the purpose of the thesis is stated and the areas where the equations with delayed terms are used in general are given. These fields have emerged in fields such as optics, nuclear physics, quantum mechanics, and geophysics in general. Then, basic studies on problems with delayed terms are given. Here, firstly, the problem that Kafini worked on in 2021 is given, and then Taouaf et al.'s work in 2018 is given. The third part consists of five parts. Firstly, the definition of Lebesgue space is given in the first part. In the second part, the definition of Sobolev space and the Sobolev Embedding theorem are given. In the third part, the Young, Hölder, Sobolev and Sobolev-Poincare inequalities required throughout the thesis are included. In the fourth part, Fourier Series and Parseval Identity are expressed. In the fifth part, there are definitions, lemmas and theorems related to the Semigroup Method. The fourth chapter is the main part of the thesis and consists of three subsections related to the Logarithmic Source Term Lamé System. In the first part, the goodness of our equation with logarithmic source term, which includes a delayed term, is studied. Here, first of all, the existence and uniqueness of the problem is proved by semigroup method by arranging the delayed equation with the help of a transformation. In the second part, its global presence is shown with the potential depth method. In this section, the proof of global existence is found with the help of potential depth method. In the third chapter, the exponential reduction of the equation is studied. The exponential decrease studied in this chapter has been proved by the theorems and lemmas given in the thesis. In the fifth chapter, the conclusion and suggestions of the thesis are given.

Gecikmeli terim içeren denklemler ilk olarak 18. yüzyılda Bernoulli kardeşler ve Leonard Euler tarafından ele alınmışlardır. Bu denklemlerin sistematik olarak çalışılmaya başlanması ise 1940 da Myshkis ve Bellman tarafından başlanmıştır. Zaman gecikmeleri genellikle termal, ekonomik olaylar, biyolojik, kimyasal ve fiziksel gibi birçok farklı problemde ortaya çıkar. Birçok durumda, gecikme bir kararsızlık kaynağıdır ve hatta gelişigüzel küçük bir gecikme bile, ek koşullar veya kontrol şartları kullanılmadığı sürece, normal bir gecikme olmaksızın da düzgün, asimptotik olarak kararlı olan bir sistemin dengesini bozabilir. Ancak bazı denklemler için gecikmenin varlığı dengeleyici bir etkiye sahip olabilir. Bu nedenle, zaman gecikmeli denklemlerin, kararlılık analizi ve sağlam kontrolü teorik ve pratik öneme sahiptir. Bu tezin ilk bölümünde fen ve mühendislik gibi uygulamalı bilimlerde ortaya çıkan gecikmeli terim içeren denklemlere kısaca değinilmiştir. İkinci bölümde gecikmeli terim içeren denklemlerle ile ilgili günümüze kadar yapılan çalışmalar tarihi gelişimi ele alınmıştır. Üçüncü bölümde tez boyunca kullanılacak olan temel tanım, lemma, teorem ve eşitsizlikler verilmiştir. Dördüncü bölüm iki altbölümden oluşmaktadır. Dördüncü bölümün ilk kısmında gecikmeli terim içeren, p(x)-Laplacian tipli değişken üslü denklemin çözümlerinin patlaması ve azalması; ikinci kısmında ise gecikmeli terim içeren, değişken üslü viskoelastik dalga denkleminin çözümlerinin varlığı ve patlaması çalışılmıştır. Beşinci bölüm iki altbölümden oluşmaktadır. Beşinci bölümün ilk kısmında dağılımlı gecikmeli terim içeren logaritmik Kirchhoff tipli denklemin çözümlerinin global varlığı, azalması ve patlaması; ikinci kısmında ise gecikmeli terim içeren logaritmik dalga denkleminin çözümlerinin lokal varlığı, global varlığı ve azalması çalışılmıştır. Altıncı bölümde, gecikmeli terim içeren, polinomal kaynak terime sahip, bir yüksek mertebeden Kirchhoff tipli denklemin çözümlerinin varlığı, azalması ve patlaması ispatlanmıştır. Yedinci bölümde ise, dağılımlı gecikmeli terim içeren bir viskoelastik Kirchhoff sisteminin çözümlerinin üstel büyümesi çalışılmıştır. In the eighteenth century, the first equations with delay were considered by brothers Leonard Euler and Bernoulli. By A. Myshkis and R. Bellman, systematical study started at the 1940s. Time delays often appear in many various problems, such as, thermal, economic phenomena, biological, chemical and physical. In many cases, delay is a source of instability and even an arbitrarily small delay may destabilize a system which is uniformly asymptotically stable in the absence of delay unless additional conditions or control terms have been used. However, for some equations, the presence of delay can have a balancing effect. Therefore, stability analysis and robust control of time-delayed equations are of theoretical and practical importance. In the first section of this thesis, the equations with delay term that emerged in applied sciences such as science and engineering are briefly mentioned. In the second section, the historical development of the studies on the equations with delay terms is discussed. In the third section, the basic definition, lemma, theorem and inequalities that will be used throughout the thesis are given. The fourth section consists of two subsections. In the first subsection the blow up and decay of solutions for p(x)-Laplacian equation with delay term and variable exponents; in the second subsection the existence and blow up of solutions for viscoelastic wave equation with delay term and variable exponents are studied. The fifth section consists of two subsections. In the first subsection the global existence, decay and blow up of solutions for logarithmic Kirchhoff type equation with distributed delay; in the second subsection the local existence, global existence and decay of solutions for logarithmic wave equation with delay term are studied. In the sixth section the existence, decay and blow up of solutions for higher order Kirchhoff type equation with delay term and polynomial source term are proved. In the seventh section, the growth of solutions for viscoelastic Kirchhoff system with distributed delay term is studied. Dicle Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü (DÜBAP) tarafından ZGEF.20.009 proje numarası ile desteklenmiştir.

Bu tezin ilk bölümünde fen ve mühendislik gibi uygulamalı bilimlerde ortaya çıkan diferansiyel denklemlere kısaca değinilmiş ve çözümlerin patlaması ile ilgili temel bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde riser problemlerinin çözümlerin patlaması ile ilgili yapılan çalışmalar ele alınmıştır. Üçüncü bölümde tez boyunca kullanılacak olan temel tanım, lemma, teorem ve eşitsizliklere yer verilmiştir. Dördüncü bölüm üç kısımdan oluşmuştur. İlk kısımda zayıf sönüm terimli riser denkleminin çözümlerinin patlaması, ikinci kısımda logaritmik kaynak terim içeren riser denkleminin çözümlerinin patlaması, üçüncü kısımda ise güçlü sönüm terimli riser denkleminin çözümlerinin patlaması çalışılmıştır. In the first chapter of this thesis, differential equations emerging in applied sciences, such as engineering and science, are briefly dealt with, and the basic information regarding blow up of solutions is given. In the second chapter, developments of blow up of solutions of riser equation are investigated. In the third chapter, basic definitions, lemma, theorems, inequalities that will be used throughout the thesis are given. In the fourth chapter is composed of three sections. In the first section, blow up of solutions of riser equation with weak damping terms are studied. In the second section, blow up of solutions of riser equation logarithmic source terms involving are studied. In the third section, blow up of solutions of riser equation with strong damping terms are studied.

Bu tezin ilk bölümünde diferansiyel denklemler ile ilgili bilgilendirme yapılmış ve temel düzeyde gerçekleşen çözümlerin patlaması ile ilgili bilgi verilmiştir. İkinci bölümde çözümlerin patlaması ile ilgili önceki çalışmalara yer verilmiştir. Üçüncü bölümde tez boyunca gerekli olabilecek temel tanımlar, lemmalar, teoremler, eşitsizlikler ve eşitlikler verilmiştir. Dördüncü bölüm ise üç kısımdan oluşmaktadır: İlk kısımda lokal olmayan, tekil viskoelastik denkleminin çözümlerinin patlaması Georgiev ve Todorova metodu ile; ikinci kısımda lokal olmayan, tekil viskoelastik denklem sisteminin çözümlerinin patlaması Li-Tsai metodu ile; üçüncü kısım ise tezin esas orijinal kısmını oluşturan lineer olmayan damping terimli, lokal olmayan, tekil viskoelastik denklem sisteminin çözümlerinin patlaması Georgiev ve Todorova metodu ile çalışılmıştır. In the first chapter of this thesis, briefly information are given about differential equation and information are given about the blow up of solutions at the basic level. In the second chapter, previous studies on the blow up of solutions are given. In the third chapter, basic definitions, lemmas, theorems, inequalities and equations that may be required throughout the thesis are given. The fourth chapter consists of three parts. In the first part, the blow up of the solutions of the nonlocal singular viscoelastic equation is studied by the Georgiev and Todorova method. In the second part, the blow up of the solutions of the nonlocal singular viscoelastic equation system is studied by the Li-Tsai method. The third part is the original part of the thesis. In this part, the blow up of the solutions of the nonlocal singular viscoelastic equation system with nonlinear damping term is studied by the Georgiev and Todorova method.

Bu tezin ilk bölümünde fen ve mühendislik gibi uygulamalı bilimlerde ortaya çıkan evolüsyon denklemlere kısaca değinilmiştir. Ayrıca nitel davranış (qualitative theory) ile ilgili kısa bir bilgi verilmiştir. İkinci bölümde dejenere sönüm terimli denklemler, Kirchhoff tipli denklemler ve Timoshenko denklemleri ile ilgili günümüze kadar yapılan çalışmaların tarihi gelişimi ele alınmıştır. Üçüncü bölümde tez boyunca kullanılacak olan temel tanım, lemma ve eşitsizlikler verilmiştir. Ayrıca Kirchhoff ve Timoshenko denklemlerinin modellenmesi ve Galerkin yaklaşım metodu verilmiştir. Dördüncü bölüm ise tezin orijinal kısmı olup üç kısımdan oluşmaktadır. İlk kısımda dejenere sönüm terimli Timoshenko denkleminin çözümlerinin patlaması çalışılmıştır. İkinci kısımda dejenere sönüm terimli Kirchhoff tipli denklem sisteminin çözümlerinin azalması ve patlaması çalışılmıştır. Son kısımda ise dejenere sönüm terimli viskoelastik dalga denklem sisteminin çözümlerinin varlığı ve patlaması çalışılmıştır. In the first part of this thesis, we give some brief information on evolution equations appearing in applied sciences, such as engineering and science. In addition, a brief information was given about the qualitative theory. In the second part, the historical development of the studies on equations with degenerate damping term, Kirchhoff equations and Timoshenko equations are considered. In the third part, main definitions, lemmas and inequalities that will be used along the thesis are given. Furthermore, modelling of Kirchhoff equation, modelling of Timoshenko equation and Galerkin approximation method are given. The fourth part is the original part of the thesis and occures of three sections. In the first section nonexistence of global solutions for the Timoshenko equation with degenerate damping term is studied. In the second section, general decay and blow-up of solutions for coupled viscoelastic equation of Kirchhoff-type with degenerate damping term are studied. In the last section local existence and blow-up of solutions for coupled viscoelastic wave equations with degenerate damping term are studied. Dicle Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü (DÜBAP) tarafından ZGEF.19.010 no'lu proje kapsamında desteklenmiştir.

Bu tezin ilk bölümünde hiperbolik tipten evolüsyon denklemlerin tarihsel gelişimi ile ilgili bilgiler verilmiştir. Ayrıca bu denklemlerin günlük hayatta ve fizikte kullanım alanları ele alınmıştır. İkinci bölümde, logaritmik kaynak terime sahip problemlerle ile ilgili günümüze kadar yapılan çalışmalar ele alınmıştır. Üçüncü bölümde tez boyunca gerekli olan temel tanım, teorem, eşitsizlikler, yöntemler ve denklem modellemeleri verilmiştir. Dördüncü bölüm ise üç kısımdan oluşmuştur. İlk kısımda doğrusal olmayan logaritmik kaynak terim içeren Boussinesq denklem çözümlerinin global varlığı, sonsuz zamanda patlaması ve azalması elde edilmiştir. İkinci kısımda ise logaritmik kaynak terime sahip hiperbolik tipten p- Laplasyan denklem çözümlerinin global varlığı, üstel büyümesi ve azalması elde edilmiştir. Üçüncü kısımda ise logaritmik kaynak terime sahip yüksek mertebeden Kirchhoff denklem sistemi ele alınarak sistemin çözümlerinin global varlığı ve azalması çalışılmıştır. In the first chapter of this dissertation, according to available literature,the information about the history of hyperbolic type evolution equations were given. Also, the applications of this type problem in daily life and physics were discussed. In the second chapter, the results of several studies related to hyperbolic type equations with logarithmic source term were analyzed. In the third chapter, the basic definition, theorem, inequalities, methods and equation modeling which will be used in this dissertation were given. The fourth chapter consists of three subsections. In the first subsection of the fourth chapter, the global existence, blow up at infinity and decay results of the solutions for the Boussinesq equation with the nonlinear logarithmic source term were obtained. In the second subsection, global existence, exponential growth and decay of solutions for the p-Laplacian equation with logarithmic source term were obtained. In the third subsection, the decay and global existence of the solutions for higher order Kirchhoff system with logarithmic source term were studied.

Tez (Yüksek lisans) -- Giresun Üniversitesi. Kaynakça var. ıx , 113 s. ; 28 cm. Demirbaş: 0063301 …

Bir ülke ekonomisinin refah düzeyinin değerlendirilmesinde o ülkenin gelir düzeyinin ne olduğu, gelir düzeyinde ne kadar bir artış yaşadığı ve ayrıca o ülkenin gelirinin dağılımı önemli göstergeler olarak karşımıza çıkmaktadır. Gelir dağılımının yalnızca ekonomik bir gösterge olmayışı ve ülkelerin öncelikli olarak refah düzeylerini artırma hedefi için öncü olması gelir dağılımının ayrı bir şekilde önemli kılmakta ve gelir dağılımına etki eden faktörlerin incelenmesini gerektirmektedir. Türkiye'de 2000 sonrası uygulanan iktisat politikalarının gelir dağılımı üzerindeki etkilerini inceleyen bu çalışmada, uygulanan politikaların ülke ekonomisinin, gelişmişlik seviyesini ne derece etkilediğinin gösterilmesi ve diğer dünya ülkeleri ile de kıyaslanarak bu ülkeler arasındaki konumunun değerlendirilmesi amaçlanmaktadır. Çalışmanın birinci bölümünde milli gelir ile ilgili temel kavramlar, ikinci bölümde gelir dağılımına ilişkin kavramlar yer almaktadır. Üçüncü ve son bölümde ise Türkiye'de 2000 sonrası uygulanan iktisat politikaları ayrıca bu politikaların gelir dağılımı türleri üzerinde meydana getirdiği etkiler ve OECD ülkeleri içerisinde Türkiye'nin konumu ele alınmaktadır. Çalışmada yöntem olarak konu ile alakalı daha önce yapılmış çalışmaların taranması Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK) ve OECD gibi kurumlar tarafından yayımlanan verilerin yorumlanması şeklinde belirlenmiştir.Çalışmanın sonucuna göre; Türkiye'de 2000 yılı sonrası uygulanan politikaların Türkiye'nin gelir dağılımında pozitif bir iyileşme yapamadığı görülmektedir. Hatta bazı yıllarda uygulanan politikalar gelir dağılımı eşitsizliğini daha da arttırmaktadır. Bu çerçevede gelir dağılımı sorununun, politika yapıcıları tarafından diğer makroekonomik problemler kadar önemsenmediği sonucuna ulaşılmaktadır.Anahtar Kelimeler: Gelir Dağılımı, Gelir Dağılımı Eşitsizliği, İktisat Politikaları, Refah Düzeyi, Ekonomik Gelişmişlik In evaluating the welfare level of a country's economy, the income level of that country, the increase in the income level, and also the income distribution of the country are seen as important indicators. The fact that the distribution of income is not only an economic indicator, and that countries are leading to increase their level of welfare as a priority, makes the distribution of income distinct and requires the analysis of the factors affecting the distribution of income.With this study examining the applied economic policies in Turkey after 2000, it is aimed to show how these policies affect the country's economy, level of development and to evaluate its position among other countries by comparing them with other world countries.In the first part of the study, there are the basic concepts related to national income, and the concepts related to income distribution are included in the second part. In the third and final part, the economic policies applied in Turkey after 2000 also deal with the effects of these policies on the types of income distribution and the position of Turkey within the OECD countries. In this study, the survey of the previous studies related to the subject was determined as the interpretation of data published by Turkish Statistical Institute (TurkStat) and OECD institutions.According to the results of the study, it is observed that the policies implemented in Turkey after 2000 cannot make a positive improvement in Turkey's income distribution. In fact, the policies applied in some years increase the inequality of income distribution. In this context, it is concluded that the problem of income distribution is not considered by policy makers as much as other macroeconomic problems. Keywords: Income Distribution, Income Distribution Inequality, Economic Policy, The Level of Welfare, Economic Development 125

Tez (Yüksek lisans) -- Giresun Üniversitesi. Kaynakça var. xı , 135 s. ; 28 cm. Demirbaş: 0063514 …

Lisansüstü tezlerin elektronik ortamda toplanması, düzenlenmesi ve erişime açılması konusuna ilişkin yök'ün 18.06.2018 tarihli yönergesine istinaden artık bu tarihten sonra gizlilik şartı aranmayan bütün tezler erişime açılacaktır. Bu tezin ilk bölümünde fen ve mühendislik gibi uygulamalı bilimlerde ortaya çıkan diferansiyel denklemlere kısaca değinilmiş ve enerji azalması ile ilgili temel bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde yüksek mertebeden doğrusal olmayan dalga denklemleri ile ilgili yapılan çalışmalar özetlenmiştir. Üçüncü bölümde diferansiyel denklem sistemleri, fonksiyonel analiz ve Sobolev uzayları ile ilgili temel kavramlar ve bazı eşitsizlikler verilmiştir. Daha sonra enerji azalması ile ilgili kullandığımız lemma verilmiştir. Dördüncü bölümün birinci kısmında yüksek mertebeden doğrusal olmayan viskoelastik dalga denkleminin çözümlerini varlığı ele alınmıştır. İkinci kısım ise tezin esas kısmı olup, yüksek mertebeden Kirchhoff tipli dalga denklem sisteminin çözümlerinin global varlığı ve enerji azalması ispatlanmıştır. In the first chapter of this thesis, differential equations emerging in applied sciences, such as engineering and science, are briefly dealt with, and the basic information regarding decay of solutions is given. In the second chapter, the studies on high order nonlinear wave equations are summarized. In the third chapter, the basic concepts of differential equations, functional analysis and Sobolev spaces and some inequalities are given. After that, we used the lemma of energy reduction. In the first part of the fourth chapter, the existence of solutions of high order nonlinear viscoelastic wave equation is discussed. The second part of the thesis is the global existence and energy decay of the solutions of the higher order Kirchhoff type wave equation system has been proven. ZGEF.18.009 nolu proje kapsamında Dicle Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü (DÜBAP) tarafından desteklenmiştir.

Lisansüstü tezlerin elektronik ortamda toplanması, düzenlenmesi ve erişime açılması konusuna ilişkin yök'ün 18.06.2018 tarihli yönergesine istinaden artık bu tarihten sonra gizlilik şartı aranmayan bütün tezler erişime açılacaktır. Bu tezin ilk bölümünde fen ve mühendislik gibi uygulamalı bilimlerde ortaya çıkan diferansiyel denklemlere kısaca değinilmiş ve çözümlerin azalması ile ilgili temel bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde çözümlerin azalması ile ilgili günümüze kadar yapılan çalışmalar tarihi gelişimiyle ele alınmıştır. Üçüncü bölümde tez boyunca kullanılacak olan temel tanım, lemma, teorem ve eşitsizlikler verilmiştir. Dördüncü bölüm iki kısımdan oluşmuştur. İlk kısımda zayıf damping terimli Petrovsky denkleminin lokal varlığı, global varlığı ve asimptotik davranışı çalışılmıştır. İkinci kısımda ise güçlü damping terimli Petrovsky denkleminin çözümlerinin enerji azalması ve sonsuzdaki patlaması çalışılmıştır. In the first chapter of this thesis, differential equations emerging in applied sciences, such as engineering and science, are briefly dealt with, and the basic information regarding energy decay of solutions is given. In the second chapter, the historical developments of the decay of solutions are investigated. In the third chapter, basic definitions, lemma, theorems, , inequalities that will be used throughout the thesis are given In the fourth chapter is composed of two sections. In the first section local and global existence and asymptotic behavior of solutions are for a Petrovsky equation with weak damping term are studied. In the second section, decay energy and blow up for a Petrovsky equation with strong damping term are studied.

Bu tezin ilk bölümünde fen ve mühendislik gibi uygulamalı bilimlerde ortaya çıkan diferansiyel denklemlere kısaca değinilmiş ve çözümlerin patlaması ile ilgili temel bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde damping terimli Timoshenko denklemi ile ilgili yapılan çalışmalar özetlenmiştir. Üçüncü bölümde diferansiyel denklemler, fonksiyonel analiz ve Sobolev uzayları ile ilgili temel kavramlar ve bazı eşitsizlikler verilmiştir. Daha sonra çözümlerin patlamasını ispatlarken kullandığımız lemmalar verilmiştir. Dördüncü bölümde, önce kiriş teorileri ile ilgili tanımlar verilmiştir. Daha sonra Timoshenko denkleminin modellenmesi verilmiştir. Son kısım ise tezin orijinal kısmı olup çözümlerin patlaması negatif, sıfır ve pozitif başlangıç enerjileri için ispatlanmıştır. In the first chapter of this thesis, differential equations emerging in applied sciences, such as engineering and science, are briefly dealt with, and the basic information regarding blow up of solutions is given. In the second chapter, the studies concerning Timoshenko equation with damping term are summarized. In the third chapter, elementary notions and some inequalities about Sobolev spaces, functional analysis and differential equations are presented. Subsequently, the lemmas that we have used to prove the blow up of the solutions is presented. In the fourth chapter, primarily, the definitions pertaining to the beam theory are given, and then, the modeling of Timoshenko equation is presented. The final part involves the original part of the thesis, in which the blow up of the solutions has been proven for negative, zero and positive initial energy. Dicle Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü (DÜBAP) tarafından ZGEF.18.002 no'lu proje kapsamında desteklenmiştir.

Bu tezin ilk bölümünde diferansiyel denklemler hakkında bilgi verilmiş olup basit anlamda blow up ve konkavlık karşılaştırılmıştır. İkinci bölümde denklem hakkında bilgi verilecek olup çözümlerin patlaması ile ilgili günümüze kadar yapılan çalışmalar tarihi gelişimiyle ele alınmıştır. Üçüncü bölümde tez boyunca gerekli olan temel tanım, teorem ve eşitsizlikler verilmiştir. Dördüncü bölümde ise zayıf dampig terim içeren viskoelastik denklem sisteminin pozitif başlangıç enerjisi için çözümlerinin patlaması çalışılmıştır. Anahtar Kelimeler: Patlama, Viskoelastik denklem, Zayıf damping terim. In the first chapter of this thesis, differential equations are given, but in a simple sense, blow up and concavity are compared. In the second chapter, the historical developments of the blow up of solutions are investigated. In the third chapter, the basic definitions, theorems and inequalities that will be used in this thesis are provided. The fourth chapter is weak damping terms that contain the blow up of solutions for a system of Viscoelastic wave equation for positive initial energy is studied. Keywords: Blow up, Viscoelastic wave equation, Weak damping term. Bu çalışma Dicle Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü (ZGEF.17.009) tarafından desteklenmiştir.

İkincibölümde Petrovsky denklemi ile ilgili yapılan çalışmalar özetlenmiştir. Üçüncü bölümde tez boyunca gerekli olan temel tanım, teorem ve eşitsizlikler verilmiştir. Dördüncü bölüm ise iki alt kısımdan oluşmuştur. İlk kısımda damping ve kaynak terimli Petrovsky denkleminin çözümlerinin patlaması incelenmiştir. İkinci kısımda ise kesirli mertebeden damping terimli Petrovsky denkleminin çözümlerinin patlaması çalışılmıştır. Anahtar Kelimeler: Kesirli türev, Petrovskydenklemi, Patlama. In the second chapter,discussed Petrovsky equation with the historical development of studies carried out to date on. In the third chapter, the basic definitions, theorems, and inequalities that will be used in this thesis is are provided. The fourth section consists of two subsections. Blow up forth Petrovsky Equation in the first episode of Damping and Source; In the second part, Blow up forth Petrovsky Equationwith Damping in theFractional order was studied. Keywords: Fractional derivative, Petrovsky equation, Blowup.

Bu tezin ilk bölümünde tezde kullanılacak olan kısaltma ve bazı notasyonlar verilmiştir. İkinci bölümde çözümlerin patlaması ile ilgili günümüze kadar yapılan çalışmalar tarihi gelişimiyle ele alınmıştır. Üçüncü bölümde tez boyunca gerekli olan temel tanım, teorem, eşitsizlikler verilmiştir. Dördüncü bölüm ise üç alt bölümden oluşmuştur. İlk bölümde doğrusal olmayan damping ve kaynak terim içeren Timoshenko denkleminin çözümlerinin lokal varlığı; ikinci bölümde denklemin negatif başlangıç enerjisi için çözümlerinin patlaması; üçüncü bölümde ise tezin esas kısmını oluşturan pozitif başlangıç enerjisi için çözümlerinin patlaması çalışılmıştır. Anahtar Kelimeler: Patlama, Lokal varlık, Doğrusal olmayan Timoshenko denklemi. In the first chapter of this thesis, the abbreviations and notations that will be used throughout this thesis are provided. In the second chapter, the historical developments of the blow up of solutions are investigated. In the third chapter, the basic definitions, theorems, and inequalities that will be used in this thesis are provided. The fourth chapter is composed of three sub-sections. In the first sub-section, the local existence of solutions of Timoshenko equations that contain nonlinear damping and source terms are examined. In the second sub-section, the blow up of solutions for the equation with the initial negative energy is investigated. In the final sub-section, which also forms the main part of this thesis, the blow up of solutions for positive initial energy is studied. Keywords: Blow up, Local existence, Nonlinear Timoshenko equation.

Sunulan tezin amacı, damak yarıklarının onarımında kullanılmak üzere farklı rejimlerde büyüme faktörü salan doku iskelelerinin üretilmesidir. Tez kapsamında ilk olarak, hazırlanan jelatin filmlere (%3 m/v damıtık su içerisinde) 2 farklı büyüme faktörü yüklenmiştir. Büyüme faktörlerinden ilki, hücre transformasyonunu tetikleme yeteneği sebebiyle ve eksikliklerinde damak yarıklarının oluşumuna sebep olan dönüştürücü büyüme faktörü ß3 (TGF-ß3), ikincisi mineralize kemik oluşumunu uyarma potansiyeli sebebiyle kemik morfogenetik protein 2 (BMP-2)' dir. Büyüme faktörü içermeyen, yalnız BMP-2, TGFß-3 ve BMP-2'nin birlikte yüklendiği üç farklı formda jelatin film daha sonra poli(L-laktat) (PLA) ve poli(?-kaprolakton) (PCL) polimerik gözenekli doku iskelelerine yerleştirilmiştir.Tez çalışmasının ikinci bölümünde deney hayvanlarında (Wistar sıçanları) cerrahi işlem ile kendiliğinden iyileşmeyen (kritik boyutlu) alveol defektleri oluşturulmuştur. Hasarlı bölgeye, biyoaktif ajan yüklenmemiş (boş), yanlız BMP-2 yüklenmiş ve ayrı ayrı TGF-ß3 ve BMP-2 yüklenmiş jelatin filmleri içeren 3 farklı türdeki laminat doku iskeleleri deney hayvanlarına yerleştirilmiştir. Negatif kontrol grubu olarak seçilen grubta alveol defekti oluşturulup denekler başka işleme maruz bırakılmamıştır. Pozitif kontrol grubu olan otogreft grubunda ise deneğin iliyak kemiğinden alınan otogreft hasarlı bölgeye implante edilmiştir. 2 farklı zaman diliminde incelenecek olan toplam 10 grubun her birinde 7 deney hayvanı kullanılmıştır (10 grup; n=70). 1. ve 4. aylarda sakrifiye edilen hayvanların defekt bölgelerinden alınan örnekler önce makroskopik olarak ve sonrasında mikro-CT analizleri yapılarak yeni kemik dokusunun hacimsel değeri hesaplanmıştır. Yapılan micro-CT incelemelerinde 1 aylık dönemin sonunda otogreft grubunda yeni kemik oluşumu gözlenirken, grupların kendi içlerindeki zamana bağlı karşılaştırılmalarında yalnız TG-ß3/BMP-2 grubu anlamlı bir farklılık göstermiştir. Örnekler micro-CT incelemeleri sonrasında histolojik incelemeye tabi tutulmuştur. Bu incelemelerde hematoksilin, eozin ve masson trikrom ile boyanmış, kesitler defekt iyileşmesi, yeni kemik oluşumu ve doku cevabı açısından değerlendirilmiştir. Histolojik çalışmalardan elde edilen veriler 1. ve 4. aylarda otogreft grubunda hızlı bir iyileşmenin olduğunu gösterirken 4. ayda BMP-2 ve TGF-ß3/BMP-2 gruplarının otogreft grubundaki yeni kemik oluşum değerlerine en yakın sonuçları verdiği saptanmıştır.Ayrıca osteoblastlarca kana salınan alkalen fosfotaz'ın (ALP) kemiğe özgü formu olan kemik spesifik alkalen fosfataz (BALP) tayini için 21. günde ve 4. ayda deneklerden kan toplanmış ve serumlarından ELİZA yöntemi ile BALP derişimi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlarda 21. günde ölçülen BALP derişiminde anlamlı bir farklılık gözlenmemiştir. Fakat 4.ayda BALP aktivitesinde otogreft ve TGF-ß3/ BMP-2 gruplarında anlamlı bir artış saptanmıştır. Paralel olarak yapılan moleküler testler ile TGF-ß3 ve BMP-2'nin in vivo kemik oluşumuna etkisi, osteoblast farklılaşması ve çoğalmasında moleküler belirteç olarak kullanılan genlerin (osteokalsin, osteonektin, alkalen fosfataz, kemik siyaloproteini, runt ilişkili transkripsiyon faktörü 2 ve tip I-kollajen) ifade düzeylerinin saptanmasıyla moleküler düzeyde değerlendirilmiştir. Gen ifade düzeyleri, gerçek zamanlı ters transkriptaz polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) yöntemi kullanılarak saptanmıştır (5 grup; n=25). Gen ifade düzeylerinin zamana bağlı değişimi 7. günde biyopsi alınıp, 21. günde sakrifiye edilen deneklerden alınan örneklerle çalışılarak değerlendirilmiştir. Her grupta sözü geçen genlerin ifade düzeylerinde anlamlı farklılıklar gözlenmiştir. Diğer sonuçlarla da paralellik göstererek TGF-ß3/ BMP-2 grubunda kemik oluşumunda rol oynayan genlerin ifade düzeylerinde oldukça anlamlı artışlar gözlenmiştir The aim of this thesis is to produce scaffolds that release growth factors in different regimes in order to use them in cleft palate repair. In the context of the study, 2 different growth factors were loaded to gelatin films (3% m/v in H2O). The first growth factor was TGF-ß3 since in the abscence of it cleft palate may appear and at the same time it has the ability to trigger the cell transformation and the second factor was BMP-2 due to its potential to induce the mineralized bone generation. In this part of the thesis, gelatin films were prepared in 3 different groups as unloaded (no growth factor were loaded), BMP-2 loaded and TGFß-3 loaded. The gelatine films, both unloaded and loaded with growth factors, were placed into the poly(L-lactate) (PLA) and poly(?-caprolaktone) (PCL) polymeric scaffolds.In the second part of the thesis, cleft palates were created with surgical operation in the experimental animals (Wistar rats). The scaffolds without bioactive agents and ?TGF-ß? and ?BMP-2? loaded gelatine films containing scaffolds were placed into the defects of the experimantal animals (10 group ;n=70) in a suggested model (only BMP-2 loaded gelatine film placed scaffolds, separately loaded ?TGF-ß? and ?BMP-2? placed at the same scaffold). An alveolar defect was created in the negative control group and no other operations exposed to these animals. In the positive control group, the otogreft which was taken from animal?s iliac bone was implanted to the defect side. 7 experimental animals were used for each group in 2 different time periods, and the volumetric values of the newly formed bone tissues were measured through first taking microscopic and then micro-computerized tomography (micro-CT) from the defect areas of the animals, by sacrificiying at the 1st and the 4th month. After the period of a month new bone formation observed in the autogreft group whereas due to time dependent comparison of groups within themselves only TGF-ß3/BMP-2 group showed a significant difference.Samples were put into histological observation after micro-CT analysis. Fractions that were dyed with haematoxylin, eosin and masson trichrome were evaluated in the contex of recovering defects, new bone generation and tissue response. Data obtained from histological studies showed that there was a quick regeneration in autogreft group in 1st and 4th months whereas BMP-2 and TG-ß3/BMP-2 groups showed closer results to new bone generation values of autogreft groups in 4th month.Morever, for the measurement of BALP, which is the specific bone form of the ALP that is released to the blood via osteoblasts, in each 21th days and 4th months, blood has been gathered and from their serum, BALP concentrations were examined through the ELISA method. BALP concentrations measured on 21th day no significant difference was observed. However in the 4th month there was a significant increase in BALP activity in autogreft and TG-ß3 / BMP-2 groups. The genes that were used as molecular indicators (osteocalsin, osteonectine, alkaline phosphotase, bone sialoprotein, runt related transcription factor and type I collagen) for the formation of in vivo, bone, osteoblast differentiation and proliferation were selected and the level of gene expressions were determined to evalute the effect of TGF-ß3 and ?BMP-2?. Gene expression levels were determined using real time reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) method (5 groups, n=25). Time dependent changes of gene expression levels was assessed by working with the samples that were obtained from experimental animals from which biopsy were taken on 7th day and which were sacrificed on 21th day. Significant differences were obtained in expression levels of the genes mentioned. Paralel to the other results there observed very significant increases in the expression levels of genes that play role in bone regeneration in TGF-ß3 / BMP-2 groups. 96

Sunulan tez çalışmasının amacı; doku mühendisliği yaklaşımı ile daha hızlı ve kaliteli kemik dokusu oluşumu sağlamak amacıyla, kriyojel esaslı biyobozunur fiberler ile desteklenmiş doku iskelelerinin hazırlanması ve karakterizasyonudur. Doku mühendisliğinde kullanılan doku iskelelerinin başarısı, doku iskelesi materyallerinin özellikleri ile belirlenir. Doku iskelesinin mekanik, kimyasal ve geometrik özellikleri doku iskelesinin işlevselliği açısından bu kapsam içerisinde yerini alır. Yeni doku oluşumu gerçekleşirken doku iskelesi mekanik kararlılığını sürdürebilmelidir. İdeale yakın gözenek yapısı oluşturan kriyojel hazırlama tekniği ile elde edilen doku iskelelerinin en önemli dezavantajı, mekanik olarak zayıf olmalarıdır. Doku iskelelerinin çeşitli biyobozunur fiberler ile desteklenerek mekanik özelliklerinin geliştirilmesi, gerçekleştirilen tez çalışmasının ana hedefini oluşturmaktadır.Tez kapsamında yapılan çalışmalar başlıca üç ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde; PLA-PEG [poli(laktat)-poli(etilen glikol)] blok kopolimerlerinin sentezi ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Blok kopolimerler; katalizör olarak kalay oktoat kullanılarak, daha önce grubumuzun çalışmalarında belirlenen koşullarda sentezlenmiştir. Kopolimerlerin karakterizasyonu GPC, FTIR, NMR, DSC gibi yöntemler kullanılarak gerçekleştirilmiş ve kopolimerizasyon konfirme edilmiştir.İkinci bölüm; fiberlerin hazırlanması ve üretilmesi aşamasından oluşmuştur. Üç tür hazır sentetik fiber kullanılmıştır. Bu fiberlerden birincisi ?vikril? ya da ?polyglactin 910? ticari isimleri ile satılan, ameliyat ipliği olarak kullanılan polilaktat/glikolat çok flamanlı ipliklerdir. Satın alınma yolu ile temin edilmiştir. Vikril; deneysel çalışmalarda PLA-PEG blok kopolimerine ilave edilmek üzere; 3 farklı çapta, üç farklı boyda ve üç farklı matriks/fiber oranı'nda hazırlanmıştır. İkinci fiber türü, ?katgut? ticari adı ile satılan doğal kolojen esaslı fiberlerden oluşan yine ameliyat ipliği olarak kullanılan fiberlerdir. Satın alınma yolu ile temin edilmiştir. Katgut; jelatin esaslı doku iskelesi yapısına ilave edilmek üzere yine 3 farklı boyda, üç farklı çapta ve üç farklı matriks/fiber oranında hazırlanmıştır. Üçüncü fiber türü ise kitosandır. Kitosan, amin grupları nedeniyle pozitif yük taşıyan kitin türevi bir biyosentetik polisakkarittir. Kitosan fiberleri ıslak eğirme yöntemi ile üretilmiştir. PLA-PEG blok kopolimerinin yapısına ilave edilmek üzere, 3 farklı çapta ve 3 farklı matriks/fiber oranında hazırlanmıştır.Çalışmanın üçüncü bölümünde, kriyojel hazırlama tekniği ile doku iskeleleri hazırlanmış ve karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Tez çalışması kapsamında; 2 farklı yapıda polimere 3 farklı fiber ilavesi ile 3 farklı türde doku iskelesi hazırlanmıştır: Jelatin/katgut, PLA-PEG/vikril ve PLA-PEG/kitosan. Doku iskelelerinin gözenek yapıları (boyut, şekil, birbirleri ile bağlantılı olma gibi), bozunma davranışları, şişme dereceleri ve mekanik özellikleri incelenmiş ve bu özellikleri birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Fiber katkılı PLLA-PEG ve jelatin esaslı doku iskelelerinin SEM görüntülerinden; fiber çapı, boyu ve ağırlıkça matriks/fiber oranına bağlı olarak değişen, çok çeşitli gözenek yapılarına sahip kriyojeller elde edildiği görülmüştür. Jelatin esaslı kriyojelin, PLLA-PEG esaslı kriyojele göre çok daha büyük gözeneklere sahip olduğu görülmüştür. Fiber katkısız PLLA-PEG ve jelatin esaslı kriyojellerin, fiber katkılı olanlara göre şişme değerleri daha yüksek bulunmuştur. Sonuç olarak, fiber katkısız kriyojellerin mekanik özelliklerinin daha zayıf olduğu görülmüştür. Bozunma davranışları; fiber katkısının doku iskelelerinin bozunma hızını yavaşlattığını göstermiştir. Ve son olarak sitotoksisite testleri gerçekleştirilerek tez tamamlanmıştır. Testler, kriyojellerin hücre canlılığı açısından verimli olduklarını göstermiştir.Anahtar Kelimeler: Kemik doku mühendisliği, biyobozunur kompozit doku iskeleleri, biyobozunur polimerler, PLLA, PEG, jelatin, katgut, vikril, kitosan, ıslak eğirme, kriyojel, mekanik dayanım.Danışman: Prof. Dr. Erhan Bişkin, Hacettepe Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü The goal of the thesis is to prepare composite polymeric tissue engineering scaffolds reinforced with biodegradable fibers based on cryogellation method. The success of scaffolds used for tissue engineering is determined by the material properties of the scaffold. These include optimized mechanical, chemical and geometrical properties of the scaffold for effective functioning. The scaffold must be able to provide mechanical stability to the tissue as it forms. The most important disadvantage of the scaffold prepared by the cryogellation technique which provides almost ideal pore structure is to yield mechanically weak structures as a consequence of the resulting small amount of polymer supporting to the whole structure. Improvement of the mechanical properties of scaffolds by reinforced with several biodegradable fibers is the main object of this thesis.The thesis consists of three main studies. PLLA-PEG [poly(lactat)-poli(ethylene glycole)] block copolymers were synthesized and characterized in the initial part of studies. Block copolymers were synthesized in the presence of stannous octoate as a catalyst under the conditions which were determined in our group studies in the past. The characterization of the copolymers was conducted by using GPC, FTIR, NMR, DSC and copolimerization was confirmed.Fibers were prepared and produced in the second part of the study. Three types of commercially available synthetic fibers were used. First one is a polylactate/glycolate multiflament surgical suture material marketed under the trade names ?Vicryl? and ?Polyglactin 910?. Vicryl was obtained from the trade company. In order to reinforce PLLA-PEG copolymers, vicryl fibers were prepared in three different length, diameter and matrix/fiber ratio in terms of weight. Second fiber type is composed of natural collagen based fibers which is used as a surgical suture material and marketed under the trade name ?catgut?. Catgut was obtained from the trade company too. In order to be added into gelatin based scaffolds, catgut fibers were also prepared in three different length, diameter and matrix/fiber ratio in terms of weight. The third and the last fiber type is chitosan. Chitosan is a biosynthetic polysaccharide that is the derivative of chitin and carries a positive charge from amine groups. Chitosan fibers were produced by wet spinning method. This fibers were prepared in three different diameter and matrix/fiber ratio in terms of weight so as to added PLLA-PEG based scaffolds.Scaffolds were prepared by the cryogelation technique (or gelation at subzero temperatures) and characterized in the third part of the study. Within the context of thesis, 3 different type of fibers used to reinforce two different type of polymer based scaffolds: Gelatin/catgut, PLLA-PEG/vicryl and PLLA-PEG/chitosan. Scaffolds are characterized in terms of their structure, pore morphology (size, shape, interconnected etc.), degradation kinetics as well as their swelling kinetics and mechanical properties. Characterization studies were aimed at making a comparison between scaffolds. Various pore morphologies were obtained depending on the fiber diameter, length and matrix/fiber ratio in terms of weight from the SEM images of fiber added PLLA-PEG and gelatin based scaffolds. In comparison, gelatin based cryogel has much more large pores than PLLA-PEG cryogel. The non-fiber added PLLA-PEG and gelatin based cryogels had a higher swelling rate as compared to fiber added ones. As a consequence, non-fiber added cryogels had weak mechanical properties. Degradation kinetics revealed that fiber addition to the scaffolds slows down their degradation rate. In vitro cytotoxicity tests were performed as the last part of the thesis. All scaffolds had minimal cytotoxicity and demonstrated a good efficiency in cell viability.Keywords: Bone tissue engineering, biodegradable composite scaffolds, biodegradable polymers, PLLA, PEG, gelatin, catgut, vicryl, chitosan, wet spinning, cryogel, mechanical properties. 135

Tez çalışmasının amacı polimerik ve/veya kompozit malzemelerden oluşan biyobozunur skafoldların hazırlanmasıdır. Daha özel olarak bu çalışma skafoldların yapı ve yüzey özelliklerinin yeni yaklaşımlar kullanılarak iyileştirilmesini ve bu yapıların biyouyumluluk, biyobozunma ve kemik oluşturma kapasitesi gibi özelliklerinin değerlendirilmesini hedeflemektedir. Çalışma dört alt-grup altında incelenebilir. Tezin ilk aşamasında, doku mühendisliği için gözenek bağlantılarını iyileştiren yeni bir teknik geliştirilmiştir. Bu amaç için, ikili porojen yaklaşımıyla, çözücü buharlaştırma ve partikül ekstraksiyonu tekniğiyle skafoldların üretilmesi için medikal saflıkta poli(laktik asit) kullanılmıştır. Makro-gözenek boyunu 106-250 µm arasında tutmak için sodyum klorür (NaCl) kullanılırken, naftalin ya da süperkritik karbon dioksit gözenekler arası bağlantıların iyileştirilmesi için ikinci porojen olarak kullanılmıştır. Naftalinle ya da naftalin kullanılmadan süperkritik karbon dioksit ile üretilen skafoldların üç boyutlu morfolojisi optik koherens tomografi ve taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Skafoldların mekanik özellikleri sıkıştırma testleriyle karakterize edilmiştir. Hücre tutunmasının incelenmesi için skafoldlara MG63 osteoblastik hücreleri ekilmiştir. Hücre canlılığı konfokal mikroskop ile değerlendirilmiştir. Çözücü buharlaştırma/partikül ekstraksiyon sürecinde ikinci porojen olarak naftalin kullanımının gözenekler arası bağlantıları iyileştirdiği ortaya çıkarılmıştır. Naftalinle hazırlanan ya da tekli porojen tekniğiyle üretilen hücre-skafold yapıları live/dead flüoresans boya kiti kullanıldığında, skafold hazırlama sürecinde kullanılan naftalinin hücre canlılığını etkilemediğine işaret edecek şekilde güçlü yeşil flüoresans vermiştir.Tezin ikinci aşamasında ise kalay oktoat katalizinde iki biyobozunur polimer, poli(L-laktat) (PLA) ve poli( ? -kaprolakton) (PCL) sentezlenmiştir. Polimerlerin molekül ağırlıkları PLLA ve PCL için sırasıyla yaklaşık olarak 200 kDa ve 40 kDa olarak hesaplanmıştır. Gözenekler arası bağlantıların arttırılması için süperkritik karbon dioksitin (sc-CO2) uygulandığı, gözeneklerin oluşturulmasında ise oldukça klasik bir tuz ekstraksiyon yönteminin kullanıldığı ikili porojen yaklaşımıyla polimerik skafoldların üretilmesi için bu iki polimerin bir blendi (ağırlıkça 50/50) kullanılmıştır. Bozunma ve mekanik davranışın karşılaştırılması için diğer blendler de hazırlanmıştır. Bu amaçla 6 aylık bir in vitro bozunma çalışması ve bir dizi mekanik test yapılmıştır. Salım kinetiklerinin değerlendirilmesi için, bu skafoldlardan protein salımını araştırmak üzere bir BSA modeli kullanılmıştır.Çalışmaların üçüncü aşamasında ise polimerik blendden hazırlanan skafoldlar ile bunların kolojen ve/veya kolojen artı hidroksiapatit (HA) partikülleri (25-45 µm) ile kaplanmış olanları arasında bir karşılaştırmanın yapılması amaçlanmıştır. SEM ve mikro-CT görüntüleri, HA partiküllerinin matris içerisinde, gözenekliliği önemli ölçüde değiştirmeksizin gözenek yüzeylerinde iyi bir şekilde dağıtıldığını göstermiştir. Mikro-CT ile ölçülen gözeneklilik HA kaplamanın ardından % 94,7'den % 84,7'ye inmiştir. Hücrelerin bu skafoldlarla etkileşiminin gözlenmesi için hücre kültüründe bir MG63 osteoblastik hücre hattı kullanılmıştır. SEM ve konfokal mikroskop görüntülerinin yanında DNA ve protein analizleri kolojen + HA kaplı skafoldlarda daha iyi bir hücre tutunması ve proliferasyonu olduğunu göstermiştir.Tezin son aşamasında ise bu biyobozunur skafoldlar, dişi Sprague Dawley sıçanlarının (n=96) kullanıldığı 6-aylık bir hayvan deneyinde osteokondüktif özellikleri bakımından incelenmiştir. Deney hayvanları, skafold grubu, mezenkimal kök hücre grubu ve skafold artı kök hücre grubu adında 3 gruba ayrılmıştır. Seçilen zaman noktalarında (1, 3 ve 6 ay) kemik numuneleri çıkartılmış, fikse edilmiş ve bir mikrotom kullanılarak kalınlığı 5 mikrometre olan kesitler alınmıştır. Hematoksilin & eozin ve Masson trikrom boyanmış kesitler hücrelere ve/veya implanta cevaben defekt iyileşmesi, yeni kemik oluşumu ve doku cevabı açısından değerlendirilmiştir. 20 kesitten rasgele bir kesit alınmış ve her bir numune için hesaplama yapılmıştır. Bu aşamada bir nicel analiz kullanılmıştır. Defektteki yeşile boyanmış yeni kemik alanı Masson trikrom boyalı kesitler üzerinde hesaplanmıştır. Yeni kemik miktarının istatistiksel açıdan önemliliğini değerlendirmek için parametrik varyans analiz testi (sırasıyla çoklu karşılaştırmalar için one way ANOVA ve post-hoc test olarak Tukey testi) yapılmıştır. Kemik iyileşmesi ve doku cevabı parametrik-olmayan testlerle (çoklu karşılaştırmalar için Kruskal-Wallis ve Beonferoni düzeltmesi ile post-hoc test olarak Mann Whithey U) analiz edilmiştir. Osteoblastik ve osteoklastik aktivite tarafından kontrol edilen kortikal kemik yeniden yapılanması ve kemik iliği elemanlarının iyileşmesi de yine her bir grup için semikantitatif olarak incelenmiştir. Histoloji çalışmaları neticesinde yeni kemik oluşumunun en ileri düzeyde gözlendiği grubun skafold + kök hücre grubu olduğu bulunmuştur. Kullanılan skafolda herhangi bir doku cevabı gelişmemiştir. Skafold biyouyumlu olarak izlenmiştir. The object of the thesis is to prepare biodegradable scaffolds consist of polymeric and/or composite materials. More particularly, this study is aimed at enhancing scaffolds? structural and surface properties by using novel approaches and evaluating the biocompatibility, biodegradation and bone forming capacity features thereof. Study can be divided into four sub-groups. At the first stage of the thesis, a new scaffold fabrication technique enhancing pore interconnectivity for tissue engineering has been developed. For this purpose, medical grade poly (lactic acid) was utilized to generate scaffolds by solvent-evaporating and particulate-leaching technique using a new dual porogen approach. Sodium chloride (NaCl) was used to control macro-pore size as to 106 to 250 ? m; whilst naphthalene or supercritical carbon dioxide was utilized as a porogen to increase pore interconnections. In another part of this stage, supercritical carbon dioxide was utilized as a second porogen. The three dimensional morphology of the scaffolds manufactured with and without naphthalene and by using supercritical carbon dioxide was examined by optical coherence tomography and scanning electron microscope. The mechanical properties of the scaffolds have been characterized by compression tests. MG63 osteoblastic cells were seeded in the scaffolds to study the cell attachment. Cell viability was evaluated by confocal microscopy. It is revealed that introducing naphthalene as the second porogen in solvent-evaporating/particulates-leaching process resulted in improvement of the pore interconnectivity. Both cell-scaffold constructs made with and without naphthalene exhibited strong green fluorescence when using live/dead fluorescent dye kit, indicating that the naphthalene in the scaffold preparation process did not affect cell viability.In the second part of the thesis, two different biodegradable polymers, namely poly(L-lactide) (PLLA) and poly( ? -caprolactone) (PCL) were synthesized by using stannous octoate as the catalyst. Molecular weights of the polymers were about 200 kDa and 40 kDa for PLLA and PCL, respectively. A blend of these two polymers (with a weight ratio of 50/50) was used to produce polymeric scaffolds with the dual porogen approach in which a rather classical salt leaching technique was applied in order to create pores within the matrix, while supercritical-CO2 (sc-CO2) treatment was used for enhancing the interconnectivity. Other blends were also produced to compare degradation and mechanical behavior. For this purpose, a 6-months in vitro degradation study and a series of mechanical tests were performed. In order to evaluate release kinetics, a BSA model was used to investigate protein release from these scaffolds.Third part of the thesis was aimed at to make a comparison between the scaffolds made of polymeric blend and their respective collagen and/or collagen plus hydroxyapatite (HA) particles (25-45 µm) incorporated ones. SEM and micro-CT images exhibited that HA particles are thoroughly distributed within the matrices onto the pore surfaces without changing the porosity significantly. Porosity measured with micro-CT was decreased from 94.7 % to 84.7 % after HA coating. A MG63 osteoblastic cell line was used to observe interaction of cells with these scaffolds in cell cultures. SEM and confocal microscopy images as well as DNA and protein assays showed better cell attachment and proliferation on the collagen + HA coated scaffolds.In the final part of the thesis, these biodegradable scaffolds were evaluated for their osteoconductive properties in a 6-months animal experiment performed by using female Sprague Dawley rats (no=96). Animals divided into three groups, namely scaffold group, mesenchymal stem cells group, and mesenchymal stem cells plus scaffold group. After selected time points (1, 3, and 6 months), bone specimens were removed, fixed and serial sections of five micrometer in thickness were cut with a sliding microtome. Haematoxylin & Eosin and Masson?s trichrome stained sections were evaluated for defect healing, new bone formation and tissue response to cells and/or implant. One section from each 20 sections was randomly taken, and quantified from each sample. At this stage quantitative analysis was performed. The green stained new bone area in the defect was calculated on Masson?s trichrome-stained sections. The quantity of new bone was analyzed by parametric variance analysis test (one way ANOVA and Tukey test for multiple comparison and as post-hoc test respectively) to assess statistical significance. Bone healing and tissue response were analyzed by non-parametric tests (Kruskal-Wallis for multiple comparison and Mann Whitney U as post-hoc test with Bonferoni correction). Cortical bone remodeling by controlled osteoblastic and osteoclastic activity and the bone marrow elements recovery were also semiquantitatively examined for each group. According to histology results, the highest degree in new bone formation was occurred in scaffold + stem cell group. There has been no tissue response to implanted materials. Scaffold was found to be biocompatible. 188

iSERT DOKU ONARIMI Ç N ZENOGRAFT ÜRET MLevent Mete ÖzgürbüzÖZSunulan çalışmanın amacı sert doku onarımında kullanılmak üzere sığırkemiğinden zenograft üretme sürecinin geliştirilmesidir. Danalar herhangi birhastalık transfer riskini ortadan kaldırmak üzere dikkatle seçilmiş, veterinerkontrolünde kesim gerçekleştirilmiş ve femur kemikleri çıkarılmıştır. Bu kemikler+2ºC dereceye soğutulmuş ve yüzey sıcaklığının artmasını önlemek için süreklisoğuk su akımı altında dikdörtgen parçalar halinde kesilmiştir. Bu kemikparçalarından istenmeyen bölümlerin çıkarılması ve böylece zenograftınhazırlanması için çözücü esaslı bir süreç uygulanmıştır. Parçalar şu farklıçözücüler ile farklı koşullarda etkileştirilmiştir: (1) etil alkol ile; (2) iyonik olmayanbir deterjan ile; (3) bir tuz çözeltisi ile (NaCl); (4) aseton ile; (5) hidrojen peroksitçözeltisi ile; (6) NaOH çözeltisi ile; ve son olarak (7) bir ultrasonik banyoda saf suile. Temizleme sürecinden sonra, zenograftlar 35ºC'de kurutulmuş, plastikpaketlere konulmuş ve bir gamma sterilizatör sisteminde 18 kGy radyasyondozunda sterillenmiştir. Üretilen zenograftların makro yapıları bir optik mikroskopve bir taramalı elektron mikroskop (SEM) kullanılarak incelenmiş ve ortalamagözenek boyutları 100-400 µm aralığında bulunmuştur. Enerji dağılım spektrumu(EDS) inorganik yapının hidroksiapatit' den oluştuğunu göstermiş ve Ca/P oranı1.88 olarak bulunmuştur. FTIR spektrumları ile üretilen zenograftların,hidoksiapatite ilave olarak kollajen de içerdikleri gösterilmiştir. X-ışını difraktometrespektrumları zenograftlardaki hidroksiapatit kristal yapısını göstermiştir. Termalgravimetrik analiz (TGA) zenogarftların %9 su ve %26 kollajen içerdiğinigöstermiştir. Zenogrfatların sıkışma direnci 297 kgf olarak bulunmuştur. MTTtestleri zenograftların sitotoksisitesinin %10'un altında olduğunu göstermiştir.Anahtar Kelimeler: Kalsiyum Fosfat Seramikleri, kemik graftları, zenograft, Kemikiyileştirilmesi, sert doku onarımıDanışman: Prof. Dr.Erhan Pişkin, Hacettepe Üniversitesi, Kimya MühendisliğiBölümü, Biyomühendislik ABD, 06532, Beytepe/Ankara iiPRODUCTION OF XENOGRAFTS FOR HARD TISSUEREPAIRLevent Mete ÖzgürbüzABSTRACTThe aim of this study is to develop a production procedure of xenografts of frombovine bones for hard tissue repair. Calfs have been selected carefully in order toeliminate any disease transmission risk, sacrificed under veterinary control, andfemur bones collected. These bones have been cooled down to +2ºC and cut intorectangular pieces under continuous cold water flow in order to prevent anincrease in the surface temperature. In order to eliminate the undesirable parts ofthese bone pieces and prepare the zenografts, a solvent based cleaning processhas been applied. The pieces have been treated with different solvents at differentconditions which are as follows: (1) with ethanol; (2) with a nonionic detergent; (3)with a salt solution (NaCl); (4) with acetone; (5) with hydrogen peroxide solution;(6) with NaOH solution; and finally (7) in an ultrasonic bath with pure water Afterthe cleaning process, the xenograft have been dried at 35ºC, put in plasticpackaging, and and then sterilized in a gamma-irradiation sterilization system witha radiation dose of 18 kGy.The macrostructures of the zenografts produced have been investigated by usingan optical and an Scanning Electron Microscopes (SEM), and average pore sizeswere obtained in the range of 100-400 µm. The energy distribution spectra (EDS)have shown that the inorganic structure compose of hydroxyapatite with a Ca/Pratio of 1.88. In addition to hydroxyapatite, existances of collagen in the xenograftsproduced have been demonstrated in the FTIR spectra. X-ray diffraction spectrahave exhibited the crystalline hydroxyapatite structure within the xenografts.Thermal gravimetric analysis (TGA) has demonstrated that the xenografts containabout 9% water and 26% collagen. The compression strength of the xenograftshave been measured as 297 kgf. The MTT tests have shown that cytotoxicity ofthe xenografts is less than 10%.iiiKeywords: Hard tissue repair; Xenografts; Bovine bones; Production; Solventbased cleaning processSupervisor: Prof.Dr. Erhan Pişkin, Hacettepe University, Chemical EngineeringDepartment and Bioengineering Division, Beytepe, 06800, Ankara, Turkey 82

EŞ BOYUTLU, KATYONİK, FONKSİYONEL GRUP İÇEREN / İÇERMEYEN,MANYETİK YÜKLÜ NANOPARTİKÜLLERİN SENTEZİ, KARAKTERİZASYONU VENÜKLEİK ASİT UYGULAMALARIGüldem GüvenÖZSunulan Doktora tez çalışmasının amacı katyonik (pozitif yüklü) monodispersfonksiyonel yük taşıyan veya taşımayan polimerik nanopartiküllerin ve aynı zamandabunların manyetik yüklü formlarının plazmid DNA (pDNA) ile gen transferi veizolasyonunda kullanımı için sentezlenmesi.Birinci grup deneylerde, katyonik fonksiyonel gruplar taşımayan poli(stiren/N-[3-(dimetil amino) propil] metakrilamid/poli(etilenglikol) etil eter metakrilat) (poli(St/PEG-EEM/DMAPM)) nanopartiküller yüzey aktif madde içermeyen emülsiyonpolimerizasyonu yöntemiyle sentezlenmiştir. Kullanılan ana monomer stiren (St),katyonik monomer N-[3-(dimetil amino) propil] metakrilamid (DMAPM), emülsiyonortamı stabilizasyonu da sağlayan monomer poli(etilenglikol) etil eter metakrilat(PEG-EEM), dağıtma ortamı (Su) ve başlatıcı 2,2'-azobis(2-metil propionamidin)dihidroklorür (V-50) miktarlarının partikül boy/boy dağılımlarına ve zeta potansiyeline(yüzey yüküne) olan etkileri incelenmiştir. Polimerizasyon sıcaklık ve süresinin,ortamın iyonik gücünün ve pH'sının lateks kararlılığına ve partikül boy/boydağılımlarına olan etkileri araştırılmıştır. Ana monomer olan stiren yerine dahahidrofilik yapıda olan metil metakrilat kullanılmasının, lateks kararlılığına, partikülboy/boy dağılımına ve yüzey yüküne olan etkileri araştırılmıştır. Bu gruptakiçalışmalarda hemen hemen tüm parametrelerin partikül boy/boy dağılımında farklıölçülerde etkin oldukları bulunmuştur. En küçük boyutlu katyonik partiküller (zetapotansiyeli: 56.2 mV) (ortalama çap: 75.1 nm) ve dar boy dağılımı ile (polidispersiteindeksi, PI: 1.081) şu reçete ve koşullarda üretilmiştir: Su, St, DMAPM, PEG-EEM veV-50 miktarları sırasıyla, 120 ml, 1.25 ml, 0.1 ml, 0.1 ml, ve 0.03 g, polimerizasyonsıcaklığı: 65ºC; süresi; 24 saat, pH:2.5-3.0 dür. St yerine MMA ile üretilen latekslerdaha az kararlıdır, partiküller daha büyük ve boy dağılımları daha geniştir.İkinci grup deneyler de yine katyonik ancak bu kez fonksiyonel gruplar taşıyanpolimerik nanopartiküller, PEG-EEM yerine, stabilizör monomer olarak polietilenglikolmetakrilat (PEG-MA) kullanılarak üretilmiştir. Burada stabilizör miktarının,polimerizasyon sıcaklık ve süresinin partikül boy/boy dağılımı ve yüzey yüküneetkileri incelenmiştir. Bu nanopartiküller şu reçete ve koşullarda üretilmiştir: Su, St,DMAPM, PEG-MA ve V-50 derişimleri sırasıyla, 120 ml, 1.25 ml, 0.1 ml, 0.1 ml, ve0.03 g, polimerizasyon sıcaklığı: 65ºC; süresi; 24 saat, pH: 2.5-3.0 dür. Bupartiküllerin ortalama boyu 71.3 nm, PI: 1.110, ve a zeta potansiyeli 55.6 mV dur.Birinci ve ikinci grup deneylerde üretilen nanopartiküllerin karakterizasyonu ZetaSizer, Fourier Transform Infrared Spektrofotometresi (FTIR), Nükleer ManyetikRezonans Spektrometresi (NMR), Elementel Analiz, Diferansiyel TaramalıKalorimetre (DSC), Jel Geçirgenlik Kromotogrofisi (GPC), Atomik Kuvvet Mikroskobu(AFM), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve viskozimetri gibi yöntemlerlegerçekleştirilmiştir.Çalışmanın üçüncü bölümünde ilerki çalışmalarda ayırma amacıylakullanılabilecekleri düşünülerek manyetik yüklü nanopartiküller üretilmiştir. Bunun içinönce nano boyutlu magnetit partiküller üretilmiştir. Bu partiküllerin boy, boy dağılımıve zeta potansiyelleri sırasıyla 77 ve 130 nm, 1.236 ve 1.317, ve -48.5 ve -42.3 mVdur. Sonraki adımda bu partiküller ilk iki grupta uygulanan reçete ve koşullarda yüzeyaktif madde içermeyen emülsiyon polimerizasyonu ile kaplanmıştır. Burada üretilenmanyetik yüklü poli(St/DMAPM/PEG-EEM)'in partikül boy/boy dağılımı ve zetapotansiyeli sırasıyla 155.7 nm ve 200.6 nm; PI: 1.355 ve PI: 1.141; 53.4 mV ve 47.6mV dur. Manyetik yüklü poli(St/DMAPM/PEG-MA) için aynı değerler sırasıyla 89.3nm ve 164.9 nm; PI: 1.617 ve PI: 1.105 ve 54.6 mV ve 50.9 mV dur. Partiküllerinkarakterizasyonu Zeta Sizer, FTIR, Elektron Spin Rezonans (ESR) gibi yöntemlerleyapılmıştır.Önceki basamaklarda üretimi gerçekleştirilen nanopartiküllerin ilk olarak genomikDNA (gDNA) ile etkileşimi incelenmiştir. Deneyler pH 3.0-10.0 aralığında değişiktamponlarda yapılmıştır. PH 3.0-8.0 aralığında oldukça yüksek etkileşim görülmüştür.Bu aralıkta nanopartiküle bağlanan DNA miktarı 204-215 mg gDNA/gnanopartiküldür. Oluşan konjugatların boyları, pH 4.0-8.0 aralığında 111.4-256.8 nmdir.Son grup deneylerde, ilk olarak partiküllerin HeLA hücrelerine olan toksisitesiincelenmiştir. Belli hücre sayısı için kullanılan partikül miktarına bağlı olarak, PEG-MA ile hazırlanan nanopartiküller (yaklaşık%16 toksisite), PEG-EEM (%19-26civarında toksisite) ile hazırlananlara göre daha az toksiktir. Gen aktarımı deneyleriyeşil florasan protein (GFP) sentezleme genini taşıyan plazmid DNA (pDNA) ileyapılmıştır. Nanopartiküllerin bu pDNA ile konjugatları pH 7.4 de 0.15 M NaCl içindeoluşturulmuştur. Konjugatların boy/boy dağılımları ve yükleri Zeta Sizer ilebelirlenmiştir. Konjugatların HeLa hücre hattı transfeksiyonu ve GFP ekspresyonu,HeLa hücre hattını kullanan hücre kültürlerinde incelenmiştir. GFP ekspresyonları,ilgili literatürde rapor edilen non-viral vektörlerin ulaştığı değerlerle kıyaslandığında,72 saatte çok yüksek değerlere (yaklaşık %85-90) ulaşmıştır.Anahtar Kelimeler: Katyonik, eşboyutlu, Stiren, polietilenglikol etil eter metakrilat,polietilenglikol metakrilat, dimetil amino propil metakrilat, V-50, emülsiyonpolimerizasyonu, yüzey aktif madde içermeyen emülsiyon polimerizasyonu,nanopartikül, manyetik, DNA, plazmid, HeLaTez Danışmanı: Prof. Dr. Erhan Bişkin, Hacettepe Üniversitesi, Kimya MühendisliğiBölümü. MONOSIZE, CATIONIC, FUNCTIONAL / NON-FUNCTIONAL GROUP CARRYING,MAGNETIC NANOPARTICLE SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND THEIRNUCLEIC ACID APPLICATIONSGuldem GuvenABSTRACTThe aim of this Ph.D. thesis is to synthesize cationic (positively charged),monodisperse nanoparticles, with or without surface functional groups and also theirmagnetically loaded forms for possible use in gene transfer with plasmid DNA(pDNA) and its isolation.In the first goup of the experiments, cationic, non-functional, poly(styrene/N- [3-dimethylamino) propyl] methacrylamide/poly(ethyleneglycol) ethylether methacrylate)(poly(St/PEG-EEM/DMAPM)) nanoparticles were synthesized by emulsifier-freemicroemulsion polymerization. The effects of amount of the main monomer styrene(St), cationic comonomer N-[3-(dimethyl amino) propyl] methacrylamide (DMAPM),hydrophilic comonomer (which contributes also stabilization of the nanoparticlelatexes) poly(ethyleneglycol) ethyl ether methacrylate (PEG-EEM), dispersionmedium (Water) and cationic catalyst 2,2?-azobis(2-methyl propionamidine)dihydrochloride (V-50) on particle size/size distributions and zeta potential (surfacecharge) were investigated. The effect of polymerization temperature and time, ionicstrength and pH of the medium on stability of latexes and particle size/sizedistribution were also examined. Another set of nanoparticles were produced using amore hydrophilic monomer, methyl methacrylate (MMA), instead of styrene as themain monomer. It was observed that almost all of the parameters mentioned aboveaffected the particle size/size distribution and zeta potential, but with different extents.The smallest cationic particles (zeta potential: 56.2 mV) (average diameter: 75.1 nm)with a narrow size distribution (polydispersity index, PI: 1.081) were produced withthe following recipe and the conditions: amount of water, St, DMAPM, PEG-EEM andV-50 respectively, 120 ml, 1.25 ml, 0.1 ml, 0.1 ml, and 0.03 g, polymerizationtemperature: 65ºC; time; 24 hr, pH:2.5-3.0. The latexes produced with MMA insteadof St were less stable, and particle sizes were larger and size distributions werebroader.In the second group of the experiments, again cationic nanoparticles but with surfacefunctional groups were produced by using polyethyleneglycol methacrylate (PEG-MA), instead of PEG-EEM, as stabilizing monomer. Here, changes in particle size/size distribution and surface charge were examined with the changes in the amountof PEG-MA, polymerization temperature and time. In this group, the smallestnanoparticles were produced with the following recipe and conditions: Water, St,DMAPM, PEG-MA and V-50 amounts respectively, 120 ml, 1.25 ml, 0.1 ml, 0.1 ml,and 0.03 g, polymerization temperature: 65ºC; time: 24 hr, pH:2.5-3.0. Thesenanoparticles have an average diameter of 71.3 nm, with a PI of 1.110, and a zetapotential of 55.6 mV.The nanoparticles produced in the first and second group were characterized bymeans of Zeta Sizer, Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FTIR), NuclearMagnetic Resonance Spectrometer (NMR), Elementel Analysis, Differential ScanningCalorimeter (DSC), Gel Permeation Chromatography (GPC), Atomic ForceMicroscope (AFM), Scanning Electron Microscope (SEM) and viscosimetry.In the third part of the study, magnetically loaded nanoparticles were produced forpossible applications in pDNA separation. In the first step, nano-sized magnetiteparticles were produced by a coprecipitation procedure. The average particle size,size distribution and zeta potential of the two different particles were 77 nm and 130nm, PI:1.236 and PI:1.317, -48.5 mV and -42.3 mV. In the next step, these particleswere coated with a polymeric layer again by emulsifier free microemulsionpolymerization, in which the same recipe and conditions given in the first two groupof studies mentioned above. Particle size/size distribution and zeta potential of themagnetically loaded poly(St/DMAPM/PEG-EEM) were 155.7 nm and 200.6 nm; PI:1.355 and PI: 1.141; 53.4 mV and 47.6 mV, respectively. The same values for themagnetically loaded poly(St/DMAPM/PEG-MA) were 89.3 nm and 164.9 nm; PI:1.617 and PI: 1.105 and 54.6 mV and 50.9 mV, respectively. Characterization ofthese particles were done by Zeta Sizer, FTIR, and Electron Spin Rezonans (ESR).The interaction of the nanoparticles produced in the previous steps, with first genomicDNA (gDNA) was studied. These experiments were performed in different buffersolutions in the pH range of 3.0-10.0. The interaction was quite high in the pH rangeof 3.0-8.0. In this pH range, the amount of DNA bound to the nanoparticles wasabout 204-215 mg gDNA/g nanoparticle. The average size of the gDNA-nanoparticles conjugates was in the range of 11.4-256.8 nm in pH range of 4.0-8.0.In the last group of the experiments, firstly the toxicity of the particles on HeLA cellswere investigated. The nanoparticles prepared with PEG-MA were less toxic (around16%) then those ones prepared with PEG-EEM (about 19-26%) depending also theamount of nanoparticles used for certain number of cells. Gene transfer studies wereperformed by using a green floresence protein (GFP) expressing plasmid DNA(pDNA). Conjugates of nanoparticle with this pDNA were formed 0.15 M NaClsolution at pH 7.4. Particle size/size distribution and surface charge were determinedby Zeta Sizer. HeLa cell line transfection and GFP expression of the conjugates wereexamined in the cell cultures using the HeLa cell line. The GFP expressions reachedin 72 hr were very high (around 85-90%) comparing the gene expressions reachedwith the nonviral vectors reported in the related literature.Keywords: Cationic, monosize, Styrene, polyethyleneglycol ethyl ether methacrylate,polyethyleneglycol methacylate, dimethyl amino propyl methacrylate, V-50, emulsionpolymerization, emulsifier-free emulsion polymerization, nanoparticle, magnetic,DNA, plasmid, HeLaThesis Supervisor: Prof. Dr. Erhan Bişkin, Hacettepe University, Department ofChemical Engineering. 204

SERT DOKU ONARIMI İÇİN POLİ(DL-LAKTAT / £- KAPROLAKTON)-TCP KOMPOZİTLERİ HAZIRLANMASI Hasret Tolga Şirin ÖZ Yapılan çalışmada kemik doku onarımında karşılaşılan, macun formunda elle şekillendirilebilir, biyodegradable polimer (polilaktat/kaprolakton) ve tri-kalsiyum fosfat kompozitlerinin kemik dolgu materyali olarak hazırlanması amaçlanmıştır. İlk olarak üretilen jel formundaki Tri-kalsiyum fosfat, kalsiyum hidroksit ve fosforik asit kimyasalları ile suda kimyasal çöktürme yöntemiyle elde edilmiştir. Bu jel kurutularak toz haline getirilmiş, daha sonra yüksek sıcaklık fırınında sinterlenmiştir. TCP seramik tozlarının kimyasal yapısı ve karakterizasyonu FTIR, XRD, BET, DTA/TG ve Zeta Sizer ile yapılmıştır. Jel formundaki TCP partiküllerin ortalama boyutu 300 nm olarak bulunmuştur. Kristal boyutu 82 nm olarak hesaplanmıştır. Elde edilen jel şeklindeki TCP biyoseramik malzeme biyolojik uyumluluğunu araştırmak amacıyla in vivo testlere tabi tutulmuştur. Çalışmanın ikinci bölümünde, D,L-laktat (DLLA) ve s-kaprolakton (s-CL) polimerleri, katalizör olarak kalay oktoat kullanılarak, azot ortamında yığın polimerizasyonu ile 50/50 oranı elde edilmek üzere kopolimerleştirilmiştir. Sentezlenen kopolimerlerin kimyasal yapısı FTIR ve H1-NMR ile, ısıl davranışları ise DSC ile belirlenmiştir. Kopolimerlerin molekül ağırlıkları Jel Geçirgenlik Kromotografisi (GPC) ile tayin edilmiştir. Bulunan ağırlıkça ortalama molekül ağırlıkları (Mw):73541 daltondur. Bu kopolimerlere çözücü uzaklaştırılması yöntemi ile tri-kalsiyum fosfat homojenize edilerek kompozitler hazırlanmıştır. Kopolimer/hidroksiapatit oranları %20 %60 ve %80 olarak uygulanmıştır. Hazırlanan kompozitlerin degradasyon davranışları in vitro olarak 6 hafta boyunca incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Kalsiyum Fosfat Seramikleri, Trikalsiyum Fosfat, B-TCP, Hidroksiapatit,HA, Biyobozunur polimerler, Kemik iyileştirilmesi. Danışman: Prof. Dr.Erhan Pişkin, Hacettepe Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Biyomühendislik ABD, 06532, Beytepe/Ankara 11 PREPARATION OF POLY(DL-LACTİDE/e-CAPROLACTONE)-TCP COMPOZITES FOR BONE TISSUE REPAIRING Hasret Tolga Şirin ABSTRACT The aim of this study was to develope biodegradable polymer (Poly-D,L-Lactide/s- caprolactone and f3-tricalcium phosphate(TCP) composites) for use as bone filling materials in hard tissue repair. First part of the study (3-tricalcium phosphate was synthesized by wet precipitate method. Chemical structures of 3-TCP were determined by FTIR. XRD analysis were used to determined crystal structure. DTA/TG were use to determined high temperature behavior. BET and Zeta-SIZER analysis were determined particle property. In the second part of the study; D,L-lactide and s-caprolactone copolymer was synthesized under nitrogen (N2) atmosphere using bulk polymerization and stannous octoate as catalyst. Copolymers with 50/50 ratio were synthesized. Chemical structures of copolymers were determined by FTIR and 1H-NMR analysis. DSC analysis were used to determine thermal behavior of the copolymers. Average molecular weight of copolymers were identified both with Gel Permeation Chromatography (GPC). Average molecular weights of copolymer were obtained to be 73541 dalton. Solvents of this copolymer were removed of solvent evaporation methods. Three different ratios of (3-tricalcium phosphate (TCP) composites were homojenized and prepared (%20,%40, %60). For this reason the prepared materials were put into phosphate buffer (pH:7,4), 37°C. The results showed that copolymers and composites were degraded in suitable time. Meanwhile it was seen that composites were degraded slower than copolymers. Keywords: Bioceramic, calcium phosphate, tricalciumphosphate Biodegradable Polymers, bone healing. Advisor: Prof. Erhan Pişkin, Hacettepe University, Department of Chemical Engineering, Bioengineering Section, 06532, Beytepe/Ankara. 86

MIKROEMÜLSIYON POLIMERIZASYONU YÖNTEMİYLE MMA/AAc/PEG-MA ESASLI MANYETİK NANOPARTİKÜLLERİN ÜRETİMİ Filiz Sayar ÖZ Manyetik nanopartiküller birçok biyomedikal uygulamalarda önem kazanmaktadır. Yapılan çalışmada yüzeyinde fonksiyonel grup taşıyan manyetik yüklü polimerik nanopartiküllerin sentezlenmesi amaçlanmıştır. İlk olarak ikili çöktürme yöntemiyle manyetit (Fe304) nanopartikülleri sentezlenmiştir. pH, sıcaklık, baz konsantrasyonu, karıştırma hızı, Fe27Fe3+ mol oranının partiküllerin boy ve boy dağılımına etkisi incelenmiştir. Sentezlenen bu nanopartiküllerin ortalama partikül boyu Zeta Sizer kullanılarak 40 nm olarak ölçülmüştür. Manyetik özellikleri ESR ve titreşimli manyetometre (VSM) ile ölçülmüş, süperparamanyetik özellik gösterdiği ve doygunluk mıknatıslığının 6.601 emu/g olduğu belirlenmiştir. İkinci aşamada sentezlenen bu manyetit nanopartiküller (40 nm; Pl=0.194) mikroemülsiyon polimerizasyonu yöntemiyle metil metakrilat/akrilik asit (PMMA/AAc) ve metil metakrilat/polietilen glikol metakrilat (PMMA/PEG-MA) kopolimerleri ile kaplanmıştır. Komonomer miktarı ve türü, başlatıcı miktarı ve türü, yüzey aktif madde miktarı ve türü, monomer/yüzey aktif madde oranı, manyetit/monomer oranı gibi parametrelerin partikül boy ve boy dağılımına etkileri incelenmiştir. 115 ile 160 nm aralığında ortalama partikül boyuna sahip manyetik yüklü PMMA/AAc- 90/10 kopolimerleri sentezlenmiştir. Sentezlenen bu partiküller FTIR, DSC, TGA, ESR ve VSM yöntemleriyle karakterize edilmiştir. FTIR ve ESR ile polimerik yapı içindeki manyetit varlığı belirlenmiştir. Yapı içindeki manyetitin kopolimerin termal stabilitesini arttırdığı DSC ve TGA ile gösterilmiştir. VSM kullanılarak manyetik yüklü PMMA/AAc-90/10 nanopartikülünün doygunluk mıknatıslığı 3.190 emu/g olarak ölçülmüştür. Anahtar Kelimeler: Manyetik nanopartiküller, manyetit, ikili çöktürme, mikroemülsiyon polimerizasyonu, nanopartiküller Danışman: Prof. Dr. Erhan PİŞKİN, Hacettepe Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü. PRODUCTION OF MAGNETIC NANOPARTICLE BASED ON MMA/AAc/PEG-MA BY MICROEMULSION POLYMERIZATION Filiz Sayar ABSTRACT Magnetic nanoparticles are becoming increasingly important for biomedical applications. The aim of this study was to prepare magnetically loaded polymeric nanoparticles which is carrying functional group on their surfaces, in a two-stage process. Firstly, magnetite (FeaCU) nanoparticles were prepared by an aqueous phase coprecipitation method. The effect of pH, temperature, base concentration, stirring rate, Fe27Fe3+ molar ratio on the particle size and size distribution of iron oxide nanoparticles were examined. The average particle diameter of magnetite nanoparticles were measured as 40 nm by Zeta Sizer. Magnetic properties of the nanoparticles were investigated by ESR and Vibrating Sample Magnetometry (VSM). Magnetite nanoparticles exhibited a superparamagnetic behaviour and the saturation magnetization of magnetite nanoparticles were measured as 6.601 emu/g by VSM. Then these nanoparticles (40 nm, Pl:0.1 94) were coated with methyl methacrylate/acrylic acid (PMMA/AAc) and methyl methacrylate/poly(ethylene glycol methacrylate) (PMMA/PEG-MA) copolymers by using microemulsion polymerization method. The effect of the magnetite/monomer ratio, monomer/surfactant ratio, the concentration of the comonomer, initatior and surfactant on the particle size and size distribution of the magnetic PMMA/AAc- 90/10 nanoparticles were examined. The synthesized nanoparticles were characterized by FTIR, DSC, TGA, ESR and VSM. The presence of magnetite nanoparticles in the polymeric structure was confirmed by ESR and FTIR. TGA and DSC results showed that magnetite particles improved the thermal stability of polymeric nanoparticles. The saturation magnetization of magnetically loaded poly(MMA/AAc-90/1 0) nanoparticles were measured as 3.190 emu/g by VSM. Keywords: Magnetic nanoparticles, magnetite, coprecipitation, microemulsion polymerization, nanoparticles. Advisor: Prof. Dr. Erhan PİŞKİN, Hacettepe University, Chemical Engineering Department. 106

PHEMA BAZLI YARA/YANIK ÖRTÜ MATERYALLERİ Cafer Çakal ÖZET Yara ve yanık tedavisinde, yara yüzeyini örtmenin iyileşmeyi olumlu etkilediği çok eski yıllardan beri bilinmektedir. Ağaç kabuk ve yaprakları ile başlayan yara örtüsü uygulamalarında, günümüzde, değişik özelliklerde birçok doğal ve/veya sentetik polimer kullanılmaktadır. PHEMA [Poli(2-hidroksietil metakrilat)] yüksek biyouyumluluğu nedeniyle birçok medikal uygulamada olduğu gibi yara/yanık uygulamalarında da kullanılmakta ve araştırmaları yapılmaktadır. Sunulan çalışmanın amacı yara/yanık tedavisinde örtü malzemesi olarak kullanılabilecek PHEMA bazlı membranların geliştirilmesi ve polimerizasyonda kullanılacak olan oligomerik başlatıcıların PHEMA membranların özellikleri üzerindeki etkisinin araştırılmasıdır. Bu amaçla, iki uv başlatıcı (Irgacure 2959, Darocur 1173) ve bunların oligomerik formları kullanılarak HEMA'nın fotopolimerizasyonu gerçekleştirilmiş, polimerizasyon süreleri ve verimleri gravimetrik olarak belirlenmiştir. Oligomerik formu ile daha yakın aktiviteye sahip olduğu belirlenen Irgacure 2959 ve oligomerik formu ile çalışmalara devam edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, seçilen başlatıcılar kullanılarak uv polimerizasyonu ile, 100-150 jim arasında değişen kalınlıklarda PHEMA membranlar hazırlanmıştır. Hazırlanan membranların kimyasal yapısı FT-IR analizi ile incelenmiş, sulu ortamda membrandan sızan başlatıcı miktarı spektrofotometrik olarak tayin edilmiştir. Membranların şişme ve kuruma analizleri, temas açısı ölçümleri ve mekanik dayanıklılık çalışmaları yapılmıştır. Membranların biyouyumluluğu sitotoksisite testleri ile incelenmiştir. İlaç yükleme çalışmaları membranların ilaç çözeltisinde şişirilmesi ile gerçekleştirilmiş ve salımları spektrofotometrik olarak tayin edilmiştir.Yapılan çalışmada oligomerik başlatıcıların, yara/yanık tedavisinde deri ile temas halinde bulunacak PHEMA membranların fiziksel ve mekanik özellikleri üzerinde önemli değişiklik oluşturmadan, biyouyumluluğunu arttırdığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler: PHEMA membran, yara/yanık örtüsü, makrobaşlatıcı, fotopolimerizasyon. Danışman: Prof. Dr. Erhan Pişkin, Hacettepe Üniversitesi, Biyomühendislik Anabilim Dalı Prof. Dr. Yusuf Yağcı, İstanbul Teknik Üniversitesi, Kimya Bölümü PHEMA BASED WOUND/BURN DRESSING MATERIALS Cafer Çakal ABSTRACT In the treatment of wound and burn, it is well known that the covering the surface of the wound influences the healing positively. In the applications of wound dressings, beginning with the barks and leaves, plenty of natural and/or artificial polymers, having variety of properties, have been used. PHEMA, because of its high biocompatibility, has been used and researched in the applications of wound/burn, as well as in the many medical applications. The aim of this study is to develop the PHEMA based membranes which would be used as a wound dressing in the wound/burn treatment; and to investigate the effect of oligomeric initiators, used in the polymerisation, on the properties of PHEMA membranes. For this purpose, photopolymerization of HEMA was carried out by using two different UV initiators (Irgacure 2959, Darocur 1173) and their oligomeric forms; durations and efficiencies of the polymerization were determined gravimetrically. Studies were continued with Irgacure 2959 (which was determined to has a similar activity as its oligomeric form does); and its oligomeric form. In the second part of the study, PHEMA membranes were prepared with varying thickness in the range of 100-150 urn, by UV polymerisation using chosen initiators. The chemical structure of these membranes was examined by FT-IR analysis, and the amount of initiator leaked through membrane in aqueous medium was determined spectrophotometrically. Swelling and deswelling experiments, contact angle measurements, and mechanical resistance tests were performed. Biocompatibility of the membranes was investigated by sitotoxicity tests. Drug loading studies were carried out by swelling the membranes in drug solutions and their deliverance was determined spectrophotometrically. IllIn this study, it was concluded that oligomeric initiators increase the biocompatibility of PHEMA membranes which are in contact with skin in the treatment of wound/burn, without any considerable effect on the physical and mechanical properties of PHEMA itself. Keywords: PHEMA membrane, wound/burn dressing, macroinitiator, photopolymerization. Advisor: Prof. Dr. Erhan Pişkin, Hacettepe University, Bioengineering Division Prof. Dr. Yusuf Yağcı, İstanbul Technical University, Department of Chemistry IV 75

PLAZMİD DNA SAFLAŞTIRILMASI İÇİN SİLİKA BAZLI SPESİFİK SORBENTLER Duygu Kurt ÖZ Bu çalışmanın amacı, değerli biyolojik moleküller olan genomik ve plazmid DNA'nın saflaştırılması için silika bazlı sorbentlerin sentezi ve bu amaçla kullanılabilirliklerinin araştırılmasıdır. Bu amaçla yüzeyinde pozitif NH2 grupları bulunan silika bazlı afinite sorbentleri hazırlanmıştır (ortalama çapları: 100-150 um). Silika partiküllerin yüzey modifikasyonu 3- Aminopropiltrimetoksisilan (APTS) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Modifiye edilen silika partiküller, optik mikroskop, FTIR ve elementel analiz yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Genomik DNA'nın 3-Aminopropiltrimetoksisilan- silika partiküllere adsorpsiyonu kesikli ve sürekli sistemde incelenmiştir. Son olarak Escherichia-coli bakterisinde üretilen plazmid DNA'nın 3- Aminopropiltrimetoksisilan-silika partiküllere olan adsorpsiyonu sürekli sistemde incelenmiş ve adsorpsiyon sonuçları mevcut ticari kolonla karşılaştırılmıştır. Bulunan sonuçlar şöyle özetlenebilir: Silika partiküllere bağlanan NH2 miktarı 38-60 mmol/g silika aralığında bulunmuştur. Genomik DNA için kesikli sistemde maksimum adsorpsiyon pH 7.0'de gözlenmiş ve 49.1 mg/g olarak bulunmuştur. Sürekli sistemde ise DNA adsorpsiyon kapasitesinin arttığı görülmüştür. Her iki sistemde non spesifik DNA adsorpsiyonu 0.5 mg/g'dır. Genomik DNA desorpsiyon oranı %75'dir. Son olarak 3- Aminopropiltrimetoksisilan-silika partiküllere plazmid DNA adsorpsiyonu incelenmiş ve 205.5 ng/g olarak bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Silika, Plazmid DNA. DNA saflaştırma. Danışman: Prof Dr. Erhan PİŞKİN, Hacettepe Üniversitesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Eş Danışman: Prof. Dr. Adil DENİZLİ, Hacettepe Üniversitesi Kimya Bölümü, Biyokimya Anabilim Dalı SILICA BASED SPECIFIC SORBENTS FOR PLASMID DNA SEPARATION Duygu Kurt ABSTRACT The aim of this study is to produce silica based sorbents for purification of piasmid and genomic DNA. For this purpose, silica based affinity sorbents which carriers positive NH2 groups on their surfaces were prepared (average size: 100-150 jim). 3-Aminopropyltrimethoxy-silane were used for surface modification of silica particles. These particles were then characterized by optical microscopy, FTIR and elementel analysis. Adsorption of genomic DNA on 3-Aminopropyltrimethoxy - silica particles were examined in continous and batch systems. Lastly, adsorption of piasmid DNA which is produced from E.coli onto 3-Aminopropyltrimethoxy - silica particles were examined in continous system and adsorption results were compared with commercial columns. The results may be summarized as follows: amounts of NH2 on modified silica surface were found range of 38 - 60 mmol/g silica. Maximum adsorption for genomic DNA was observed at pH 7.0 (up to 49.1 mg/g). Genomic DNA adsorption capacity of the modified silica increased in continous systems. Non - specific DNA adsorption was negligible (0.5 mg/g). Desorption of genomic DNA ratios were achieved % 75. Lastly, adsorption of piasmid DNA on 3-Aminopropyltrimethoxy - silica particles were examined in continous system and was found 205 /ig/g. Keywords: Silica, Piasmid DNA. DNA separation. Advisor: Prof. Dr. Erhan PİŞKİN, Hacettepe University, Department of Chemical Engineering Co-advisor: Prof. Dr. Adil DENİZLİ, Hacettepe University, Department of Chemistry, Biochemistry Division. töS*** a 71

POLİ(N-İZOPROPİLAKRİLAMİD/ MALEİK ANHİDRİT)/ POLİETİLEN GLİKOL / POLİETİLENİMİN ESASLI SUDA ÇÖZÜNÜR POLİMERİK TAŞIYICILARIN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU Hande Kesim Hacettepe Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Biyomühendislik Anabilim Dalı ÖZ Çalışmanın amacı gen transferinde taşıyıcı olarak kullanılacak, sıcaklık ve pH'a duyarlı, suda çözünen, biyouymlu, polikatyonik makrodal lanmış yapıların sentezlenmesidir. Çalışma kapsamında öncelikle N-izopropil akrilamid ve maleik anhidrit, dioksan içinde, başlatıcı olarak azobisizobütironitril (AIBN) kullanılarak kopolimerleştirilmiştir. FTIR, 1H-NMR ve 13C-NMR spektrumlarının değerlendirilmesi sonunda kopolimer oluşumu kanıtlanmıştır. Geri titrasyon deneyleri sonucunda maleik anhidrit birimlerinin serbest karboksil grupları tayin edilerek asit sayıları (115-210 mg KOH/g polimer) belirlenmiştir. Elementel analiz yöntemi ile azot içerikleri saptanan kopolimerlerin kompozisyonu belirlenmiştir. Buna göre kopolimerlerin MA içeriklerinin % 11.27 - 20.39 arasında değiştiği bulunmuştur. Viskozimetrik yöntemlerle kopolimerlerin ortalama viskozimetrik molekül ağırlıkları bulunmuştur. Kopolimerlerin LCST davranışları üç farklı pH'da (4.0, 5.0 ve 7.4) spektrofotometrik olarak gözlenmiştir. LCST değerleri pH ile değişim göstermiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında kopolimerlere molekül ağırlığı 2000 metoksi uçlu polietilenglikol, dioksan içinde bağlanmıştır. FTIR ve 1H-NMR spektrumları incelendiğinde, bağlanmanın gerçekleştiği kanıtlanmaktadır. Geri titrasyon yöntemi ile asit sayıları belirlenmiş (71 - 56 mg KOH/g polimer), beklenildiği üzere kopolimer asit sayılarından daha düşük değerler elde edilmiştir. Bu sonuç da kopolimere polietilenglikol bağlandığını ispatlamaktadır. Graft kopolimerlerin LCST davranışları üç farklı pH'da (4.0, 5.0 ve 7.4) gözlenmiş, beklendiği üzere sıcaklık ve pH değerleri değişmiştir. PEG, kopolimerlerin daha hidrofilik olmasını ve LCST değerlerinin yükselmesini sağlamıştır. Çalışmanın son aşamasında sentezlenen graft kopolimerlere 2000 molekül ağırlığında dallanmış polietilenimin, metanol ortamında bağlanarak polikatyonik makromoleküler bir yapı elde edilmiştir. FTIR spektroskoposi ile polietilenimin bağlandığı kanıtlanmıştır. pH:4.0, 5.0 ve 7.4'te yüksek LCST değerleri gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: N-izopropilakrilamid, maleik anhidrit, polietilenglikol, polietilenimin, kopolimerizasyoh, grafting, pH duyarlılık, sıcaklık duyarlılık Danışman: Prof. Dr. Zakir RZAEV, Hacettepe Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Biyomühendislik Anabilim Dalı Eş Danışman: Prof. Dr. Erhan PİŞKİN, Hacettepe Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Biyomühendislik Anabilim Dalı Ill SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF WATER SOLUBLE POLYMERIC CARRIERS BASED ON POLY(N-ISOPROPYLACRYLAMIDE / MALEIC ANHYDRITE)/POLYETHYLENE GLYCOL) / POLYETHYLENE İMİNE Hande Kesim Hacettepe University, Department of Chemical Engineering, Bioengineering Section ABSTRACT The goal of this study is to synthesize temperature and pH sensitive, biocompatible, water soluble, policationic macrobranched structures as carriers for gene delivery. Firstly, N-isopropyl acryl amide and maleic anhydride were copolimerized in dioxane medium. Evaluations of the FTIR, 1H-NMR and 13C- NMR spectrums proved the formation of copolymers. Back titration experiments identified free carboxyl groups of maleic anhydride units in order to determine the composition and acid numbers of the copolymers. Acid numbers of the copolymers were in the range of 1 1 5 - 21 0 mg KOH/g polymer. Nitrogen content of the copolymers were identified by the elementel analysis method to determine the composition of the copolymers. With respect to these results MA contents of the copolymers were in the range of % 1 1.27 - 20.39 Average molecular weights were estimated by the viscosimetric method. LCST behaviours of the copolymers were observed spectrophotometrically at three pH's (4.0, 5.0 and 7.4). LCST's of the copolymers were changed with pH. In the second phase of the study, metoxy ended polyethylene glycol with a molecular weight of 2000 was bonded to the copolymers in dioxane. FTIR and 1H-NMR spectrums were proved the formation of the grafted copolymers. Acid numbers were determined with back titration method and the results were in the range of 71 - 56 mg KOH/g polymer as expected lower than the ones of the copolymers. These results were also proved the formation of grafted copolymers. LCST behaviour of the copolymers were changed by grafting. Higher LCST values were obtained and existance of the PEG units provided copolymers to be more hydrofilic. In the last phase of the study, branched polyethyleneimine (PEI) with a molecular weight of 2000 was bonded to the graft copolymers in methanol in order to obtain polycationic, macromolecular structures. Complex formation was proved with FTIR spectroscopy. LCST values were increased. Keywords: N-isopropyl acrylamide, maleic anhydride, polyethylene glycol, polyethyleneimine, copolymerization, grafting, pH sensitivity, thermal sensitivity Advisor: Prof. Dr. Zakir RZAEV, Hacettepe University, Department of Chemical Engineering, Bioengineering Section Co-advisor: prof. Dr. Erhan PİŞKİN, Hacettepe University, Department of Chemical Engineering, Bioengineering Section 61

Biyobozunur doğal ya da sentetik tiölimerier ve bunların hidroksiapatit (HA) ye trikalsiyum fosfat (TCP) ile kompozitleri sert doku onarımında dolgu maddesi olarak kullanılmaktadır. Çalışma kapsamında iki farklı molekül ağırlığında poli(L-laktat/E- kaprolakton) kopolimeri kalay oktoat katalizörü varlığında azot atmosferinde yığın polimerizasyonu ile sentezlenmiştîr. Kopolimerterin kimyasal yapılan 1H-NMR ye FTIR ariâlizleri ite bulunmuştur. Kopolimerterin ortalama molekül ağırlıkları (Mw) GPC ile tayin edilmiştir. Dsc analizi ile de kopolimerterin termal davranışları anlaşılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında bu kopolimerler HA ve TCP ile karıştınlarak kompozitler hazırlanmış ve bu materyaller süperkritik koşullarda gözeneklendirilmiştir. Çalışma kapsamında, oda sıcaklığına yakın değerlerde dahi oldukça gözenekli biyobozunur polimer ve kompozıt materyaller hazırlanmış ve parametre (özellikle P ve T) - hücre boyu ilişkileri aydınlatılmıştır. Basınç ve sıcaklık gibi önemli parametreler, uygun hücre boyu ve yoğunluğu -^ki bu değerler bozunma zamanını ve mekanik özellikleri doğrudan etkiler- Verecek şekilde optimize edilmiştir. Süperkritik akışkan muamelesinden sonra gözenekli materyallerin gözeneksiz olanlara göre daha hızlı bozunduğu ve mekanik, özelliklerinin de iyileştiği bulunmuştur. Anahtar Kelimeler. Biyobozunur Polîmerier, PLLA, PCt, HA/TCP, Mikroselüler Plastikler, Süperkritik Karbondioksit Biodegradable natural or synthetic polymers with hydroxyapatite (HA) ör tricâfcium phosphate (TCP) can be used as, a filler for bona tissue repair. In this study, two different molecular weight Poly(t4actide/Ğ-capro1actone) copolymers were synthesized by bulk polymerisation by using stannous octoate as thtf catalyst under nitrogen atmosphere. Chemical structures of the copolymers were determined by 1H-NMR and FTIR analysis. Average molecular weights (Mw) of copolymers were identified with CPC. DSC analysis were used to determine, the thermal behavior öf the copolymers; In the second part of the study these copolymers mixed with HA and TCP and these composites were treated under supercritical conditions. In the study, highly porous biodegradable polymers and their comppsites prepared even in near room temperatures and parameters (especially P and T) -cell size relations invastigated. Important parameters such as pressure and temperature were optimised to lead to optimum cell size and density which are directly influence degradation time and Vnechartical properties of such composites. After supercritical treatment, porous materials were, degraded faster than n©h~ porous ones and mechanical properties of these materials were improved. Keywords: Biodegradable Polymers, PLLA, PCL, Microcellular Plastics, Supercritical Carbon dioxide 74

KUVARS KRİSTAL MIKROBALANS SİSTEMİ: TASARM/İMALAT/UYGULAMALAR Reza Saber Hacettepe Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Biyomühendislik Anabilim Dalı ÖZET Bu çalışmanın amacı Hepatit B (HB) antijeni, İnsan Serum Albümini (HSA) ve sulu ortamda bulunan ağır metal iyonlarının tayininde kullanılmak üzere bir seri protein ligandlan taşıyan piezoelektrik kristal bazlı biyosensörlerin geliştirilmesidir. Gümüş (Ag) elektrotlu tcuvars kristali kullanılmıştır. Bu kristallerin yüzeyleri ilk olarak plazma poiimerizasiyonu ile farklı şartlarda etilen diamin plazmasr/ia etkileştirildi. Yüzey uygulamalarının ardından kristallerin rezonans akanslannda değişimler gözlendi. Uygun plazma poiimerizasiyonu şartlan şu şekildedir; uygulama süresi: 30 dk. ve boşaltım gücü: 15 W. İkinci basamakta ise, uygun şartlarda modifiye edilen kristaller daha sonra sabit miktarlarda Glutaraldehit (GA) içeren çözeltileri ile farklı sürelerde etkileştirildi. Uygun GA uygulama şartları şu şekildedir; GA konsantrasyonları: %2.5 ve uygulama süresi: 16 saat 4 °C.Birinci tür immunosensörde anti-HB antikorunun modİfıye edilmiş kristal yüzeylerine farklı şartlarda immobilize ettik. Uygun antikor immobilizasiyon şartlan şu şekildedir; pH: 9.4, immobilizasiyon süresi: 2 saat ve antikor konsantrasyonu: 0.15 mg/ml. Anti-HB moleküllerini spesifik ligand olarak taşıyan kristaller daha sonra HB antijenlerinin sulu ortamda tayini için kullanıldı. İmmobilizasiy onlar HB antijen sensörleri için belirlenenlere benzer şartlarda gerçekleştirildi. Uygun anti-HSA antikor immobilizasiyon şartlan şu şekildedir; pH: 6.2, immobilizasiyon süresi: 2 saat ve antikor konsantrasyonu: 0.15mg/ml. İşlemlerin sonucunda ortaya çıkan kalibrasiyon grafiği (13.85-55,44) x 10~3 IU aralığında düz bir çizgiye yakın bir kalibrasiyon grafiği veriyor. Uygulamalar çalışmasının ikinci basamağında insan serum albüminini (HAS) sulu ortamda tayini için bir immunosensör geliştirildi. Bu çalışma sırasında, HB antijen sensörü için yapılan immobilizasiyon işlemlerine benzer işlemler yapıldı. Anti-HAS antikor immobilizasiyonu için optimum şartlar tayin edildi. Buna göre optimum pH: 6.2; optimum immobilizasiyon süresi: 2 saat oda sıcaklığında, optimum antikor konsantrasyonu: 0.15 mg/ml. Bu kristaller sulu ortamda HSA konsantrasyonlannın ölçülmesi için başanyla kullanılmıştır. Son basamakta metalotiyonein (MT) GAtutturulmuş kristale kovalent olarak farklı şartlarda immobilize edildi. Uygun MT immobilizasiyon şartlan şu şekildedir; pH: 7.4, immobilizasiyon süresi: 4 saat ve metalotiyonein konsantrasyonu 30 [ig/ml. Bu kristaller daha sonra Zn (II) ve Cd (II) çözeltileri ile farklı şartlarda inkübe edildi. Sonuçlar MT kristallerinin Cd (II)'ye Zn (Il)'ye oranla daha duyarlı olduğunu ve yarışmalı çalışmada ise Cd (Il)'nin Zn (Il)'ye oranının 3.75/6.25 ppm'den daha yüksek olduğunda yani Cd(II)/Zn(II) oranının artmasıyla metal atomlarının bağlanması artmaktadır. Yukarıda bahsedilen her basamaktan sonra yüzey değişimleri, modifikasyonları açıkça gösteren, taramalı tünelleme mikroskopisi görüntülerinin çekilmesiyle takip edildi. Anahtar Kelimeler: Piezoelektrik, kuvars kristal, antikor immobilizasiyonu, plazma polimerizasiyonu, metale yonein, mikrobalans sistemi Danışman: Prof. Dr. Erhan PİŞKİN, Hacettepe Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Biyomühendislik Anabilim Dalı QUARTZ CRYSTAL MICROBALANCE SYSTEMS: DESIGN/CONSTRUCTION/APPLICATIONS Reza Saber Hacettepe University, Department of Chemical Engineering, Bioengineering Section ABSTRAC The aim of this study was to develop a series of biosensors based on piezoelectric crystal carrying protein-ligands for the detection of Hepatitis B (HB)-antigen, human serum albumin (HSA) and heavy metal ions within the aqueous media. Quartz crystal with Ag electrodes were used. Surfaces of these crystals were first treated in a glow-discharge apparatus with the ethylene diamine plasma at different conditions. Surface treatments were followed by the changes in the resonance frequency of the crystals. The optimal glow-discharge treatment conditions were as follows: the treatment time: 30 min, and the discharge power: 1 5 watt. The crystals modified at optimal conditions were then taken in the second step, in which the surfaces were treated in glutaraldehyde (GA) solution^ having constant amounts of GA for different time periods: The optimal GA-treatment conditions were as follows: the GA concentration: %2.5, and the treatment time: 16 hours. In the first type of immuııosensor, we immobilized anti-HB antibody on the surface modified crystal surfaces at different conditions. The optimal antibody immobilization conditions were as follows: pH: 9.4; the immobilization period: 2 hours, and the antibody concentration: 2 mg/'ml. The crystals carrying the anti-HB molecules as the specific ligand were then used for the detection of HB antigens in aqueous media. The operating line was quite close to a straight line in the studied region [(13.85-55,44) x 1(T3 IU]. In the second type of immunosensor was for the detection of the HSA in aqueous media. The immobilizations were performed at the similar conditions given for the HB antigen sensor: The optimal anti-HSA antibody immobilization conditions were as follows: pH: 6.2; the immobilization period: 2 hours, and the antibody concentration: 0.15 mg/ml. These crystals were successfully used in the measurement of HSA concentrations in aqueous media. At the last step, metallothionein (MT) was covalently immobilized on the GA-attached crystal at different conditions. The optimal MT immobilization conditions were as follows: pH: 7.4; the immobilization period: 4 hours, and the metallothioneinconcentration: 30 ug/ml. These crystals were then incubated with Zn(II) and Cd(II) solutions at different conditions. These results showed that the MT crystals are more sensitive to Cd(II) then Zn(II) and in competitive study as the ratio of Cd(II) to Zn(II) increases from 3.75/6.25 ppm to higher ratios of Cd(II) to Zn(II) the binding of metal atoms increases. The surface changes after each step mentioned above, were followed by getting the scanning tunneling microscopy images of the surfaces, which clearly showed the modifications. Keywords: Piezoelectric, Quarts crystal, antibody immobilization, plasma polymerization, metallothionein, microbalance system Advisor: Prof. Dr. Erhan PİŞKİN, Hacettepe University, Department of Chemical Engineering, Bioengineering Section 78

Özet ÖZET Açık kalp cerrahisinde risk grubu yüksek hastalarda, ekstrakorporal sistemde pulslu ve pulssuz akış sağlayan kalp-akciğer perfüzyon cihazı kullanılmıştır. Pulslu ve pulssuz perfüzyonun klinik, hemodinamik, biyokimyasal, hematolojik, organ fonksiyonu ve enflamasyon reaksiyonu etkileri karşılaştırılarak araştırılmıştır. Türkiye Yüksek İhtisas Eğitim ve Araştırma Hastanesi Kalp ve Damar Cerrahisi Kliniğinde Nisan-Eylül 2000 tarihleri arasında açık kalp ameliyatı geçiren 20 hastada pulslu, 15 hastada pulssuz akış sağlayarak perfüzyon uygulanmış ve kardiyopulmoner bypas öncesi, aorta çapraz kıskaç ile kapatıldığında ve açıldığında, yoğun bakım 1. saatte ve 24. saatte olmak üzere 5 ayrı zaman diliminde, erken dönem klinik verilerle birlikte, hemodinamik veriler, arter-venöz kan gazları, idrar miktarı, biyokimyasal ve hematolojik veriler, kompleman aktivasyonu (C3, C4, C4d, Cd11b, TNF-a, IL- 6, IL-8) ve glial hücre zararı belirteci olan S-100 p değerleri karşılaştırmıştır. Her iki grupta da hasta kaybedilmemiş ve pulslu grupda aorta çapraz kelepçe ile kapatıldığında sistemik vasküler direnç (p=0.05), cerrahi girişim sonrası 1. saatte pulmoner damar direnci (p=0.05), aorta çapraz kelepçe ile kapatıldığında venöz oksijen doygunluğu (p=0.025), ameliyat sonrası 1. saatdeki beyaz küre sayısı (p=0.034) ve % nötrofil oranı, aorta çapraz kelepçe ile kapatıldığında (p=0,034) ve ameliyat sonrası 1. saatteki (p=0.018) C3 düzeyleri, ameliyat sonrası 1. saatdeki C4 seviyesi (p=0.05) ve aortadaki çapraz kelepçe açıldığındaki S-100 p seviyesi (p=0.028) anlamlı olarak düşük saptanmıştır. Pulslu perfüzyon grubunda ameliyat sırasındakiÖzet kolloid gereksinimi (p=0.027) ve idrar çıkışı (p=0.028) anlamlı olarak yüksek bulunmuştur. Ameliyat sonrası klinik verilerde gruplar arasında fark olmamasına rağmen yüksek riskli pulslu perfüzyon grubu hastalarda düşük enflamasyon reaksiyonu ve daha iyi mikrodolaşım gözlenmiştir. Fizyolojik ve hematolojik parametreler daha olumludur. Anahtar Kelimeler: Açık kalp cerrahisi; Pulslu/Pulssuz perfüzyon; Klinik uygulamalar Abstract ABSTRACT The purpose of this study was to investigate the effects of pulsatile and non pulsatile blood flows during cardiopulmonary bypass (CPB) in patients with high mortality and morbidity risk after open heart surgery (OHS). In TYIH Cardiovascular Surgery Clinic, between April and September 2000, 20 patients had OHS with pulsatile flow and 15 with non-pulsatile flow. We compared clinical, hemodynamic, biochemical and hematologic parameters, arterial and venous blood gases, urine output, complement proteins (C3a, C4, C4d, CD11b), TNF-alpha, interleukins (IL-6, IL-8) and S100 protein before the initiation of CPB, at the times of aortic cross-clamping and de- clamping, at postoperative 1st and 24th hours. All of the patients survived after the operation and were discharged from the hospital. In the pulsatile flow group, systemic vascular resistance (SVR) at the time of aortic cross-clamping (p=0.05), pulmonary vascular resistance (PVR) at postoperative 1st hour (p=0.05), venous 02 saturation at the time of aortic cross-clamping (p=0.025), percentage of neutrophils at postoperative 1st hour (p=0.034), C3a levels at the time of aortic de-clamping (p=0.011) and at postoperative 1st hour (p=0.018), and S100 protein level at the time of aortic de-clamping (p=0.028) were significantly lower than those of non pulsatile group. At postoperative 1st hour in the pulsatile perfusion group though white blood cell (WBC) count was significantly high, absolute neutrophil count was significantly low. In the pulsatile flow group intraoperative urine output was significantly (p=0.028) higher than that ofAbstract non-pulsatile group. In the non-pulsatile flow group intraoperative colloid need was significantly (p=0.027) lower than that of pulsatile group. Pulsatile blood flow during CPB has favourable influence on inflamatory, physiologic and hematologic parameters in patients who have high risk for OHS. Key Words: Open heart surgery; Pulsatile/Nonpulsatile perfusion; Clinical applications 127

ÖZET Sunulan çalışmanın amacı piezoelektrik kristalli mikrobalans sistemine dayanan bir nükleik asit sensörü geliştirmektir. 10 MHz salınım frekanslı kuvartz kristaller kullanılmıştır. Kristal yüzeyleri önce bir plazma polimerizasyon (`elektriksel boşalım`) sisteminde etilen diamin plazmasıyla etkileştirilmiştir. Etkileştirme süresi 1-5 dak aralığında değiştirilmiş, boşalım gücü ve monomer akış hızı ise sırasıyle 10 watt ve 25-30 ml/dak'da sabit tutulmuştur. Kristal yüzey modifikasyonundan sonra oluşan kristalin salınım frekansındaki kaymalar bir mikrobalans sistemiyle ölçülmüştür. En uygun plazma etkileştirme süresi 2.5 dak olarak bulunmuştur. Plazma polimerizasyon basamağından sonra ölçülen ortalama frekans kayması 143±24 Hz'dir. İkinci basamakta, plazma polimerizasyonuyla kristal yüzeylerde oluşturulan primer amin grupları, kristaller glutaraldehit (GA) ile etkileştirilerek aldehit gruplarına dönüştürülmüştür. GA konsantrasyonu ve inkübasyon süresi değiştirilirken, ortam sıcaklığı 4°C'de sabit tutulmuştur. Burada optimum GA konsantrasyonu ve inkübasyon süresi sırasıyla %2.5 ve 2 saat olarak bulunmuştur. Bu basamaktan sonra ölçülen ortalama frekans kayması 88±13 Hz'dir. Çift sarmal oligonükleotid ile plazma polimerizasyonuyla modifîye edilen kristaller farklı pH ve iyonik güçte çözeltilerde bulunan çift sarmal oligonükleotid ile etkileştirilmiştir. Oligonükleotid adsorpsiyonu pH:10.6 ve iyonik güç 0.1 iken en düşük bulunmuştur. GA-modifiye krsital yüzeylere oligonükleotid immobilizasyonu farklı koşullarda çalışılmıştır. Birinci grupta, oligonükleotid konsantrasyonu değiştirilirken (0.5-4.0 ug/ml), immobilizasyon süresi sabit 3 saat olarak sabit tutulmuştur. En yüksek immobilizasyon 1.0 fig/ml konsantrasyonunda bulunmuştur. İkinci gruptaki deneylerde oligonükleotid konsantrasyonu 1.0 o.g/ml olarak sabit tutulmuş, immobilizasyon 1-22 saat aralığında değiştirilmiştir. 3 saatlik süreden sonra immobilizayon miktarında önemli bir değişiklik olmadığı gözlenmiştir. İmmobilizasyon sonrası ölçülen ortalama frekans kayması 126±12 Hz'dir. Son adımda yüzeye kovalent olarak bağlı olmayan oligonükleotid sarmalı yüzeyden dehibridize edilmiştir (uzaklaştırılmıştır). Kovalent bağlı oligonükleotid tek sarmalınıVI taşıyan nükleik asit sensörü hibridizasyon deneylerinde kullanılmıştır. Burada komplementer sarmalın konsantrasyonu (0.00 l-l ng/ml) ve etkileştirme süresi (1-25 dak) değiştirilmiştir. Komplementer sarmalın ortamdaki konsantrasyonunun artışı ile ölçülen frekans kaymasının arttığı gözlenmiştir. Buna karşın 5 dak lık süreden daha uzun sürelerde hibridizasyonda önemli değişiklik olmadığı bulunmuştur. Burada ölçülen ortalama frekans kayması 43.5±9 Hz'dir. Taramalı tünelleme mikroskobu ile yapılan görüntülemelerde her adımdan sonra yüzey değişikleri izlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Nükleik asit sensörleri; piezoelektrik kuvars kristalleri; plazma polimerizasyonu; glutraldehit etkileştirilmesi; oligonükleotid immobilizasyonu; hibridizasyon/ dehibridizasy on vn ABSTRACT The aim of this study is to develop a nucleic asit sensor based on piezoelectric crystal microbalance system. Quartz crystals having 10 MHz resonans frequency have been used as the sensing element. Crystal surfaces were first treated with ethylene diamine (EDA) plasma in a plasma polymerization (`glow-discharge`) system. The treatment time was changed between 1-5 min., but the discharge power and the monomer flow rate were kept constant, 15 watt and 25-30 ml/min.c, respectively. A microbalance system was used to measure the shifts in the resonance frequency of the crystals after the surface treatment. The optimal treatment time was 2.5 min. The average frequency shift after the plazma polymerization step was 143±24 Hz. In the second step, the primary amine groups on the crystal surfaces obtained after plazma polymerization were converted to aldehyde groups by treating the surfaces with glutaraldehyde (GA). The GA concentration and the incubation time were changed while the treatment temperature was constant at 4°C. The optimal GA concentration and incubation time were 2.5% and 2 h, respectively. The average frequency shift after this treatment was 88±13 Hz. The plazma-modified crystals were treated with aqueous solutions (at different pH and ionic strenght) of the double strand oligonucleotide. The non-specific oligonucleotide adsorption was found minimum at pH: 1 0.6 and an ionic strength of 0. 1. Oligonucleotide immobilization onto the GA-modified crystal surafaces was investigated at different conditions. In the first group, only the oligonucleotid concentration was changed (0.5-4.0 ug/ml), in which the immobilization time was 3 h. The maximum immobilization was achieved at the concentration of 1.0 ug/ml. In the second group, the oligonucleotid concentration was 1.0 ug/ml, while the immobilization time was changed in the range of 1-22 h. No significant increase in the immobilization was observed after 3 h. The average frequency shift after immobilization was 126±12 Hz. At the last step, one of the strands (not covalently bound to the surface) was dehybridized (removed). The nucleic acid sensor carrying the covalently bound single strand was then used in the hybridization experiments. The concentration of the complementary strand and the incubation time was changed in these tests. The frequencyvııı shifts were increased when the concentration of the complementary strand was increased. There was no significant changed in the hybridization after 5 min incubation time. The average frequency shift measured was 43.5±9 Hz. The images obtained with the scanning tunneling micrscope revealed the changes on the surfaces after each treatment. Keywords: Nucleic acid sensors; piezoelectric quartz crystals; plazma polymerization, glutaraldehyde treatment; Oligonucleotide immobilization; Hybridization/ dehybridization 72

ÖZET Sunulan bu çalışmanın amacı antiviral/antitumor etkisine sahip bir ön-ilaç olarak kullanılmak üzere pH ve sıcaklığa duyarlı, bir aktif ajan, 1,4,8,11- tetraazosiklotetradekan taşıyan, polimerler ve bunların Cu(II) iyonlarıyla yaptığı komplekslerin sentezidir. Öncelikle, TASTD ve akriloil klorür tepkimesi ile aktif monomer, ATASTD sentezlenmiştir. Tepkime verimi %55-65 aralığındadır. Aktif monomer oluşumu FTIR ile doğrulanmıştır. Poli(NIPAAm) homopolimeri, N- isopropil akrilamid (NIPAAm) and akrilik asit (AA) kopolimeri ve üç farklı NIPAAm/AA/ATASTP terpolimeri sentezi çözelti fazında radikal polimerizasyonuyla başlatıcı olarak sabit miktarda (0.015 mol/L) azobisizobutüronitril (AIBN) kullanılarak 70°C'de 180 dakikada gerçekleştirilmiştir. Polimer izolasyon verimleri %10.5-18.8 arasındadır. Polimer oluşumu FTIR ve ^-NMR analizleri ile doğrulanmıştır. Polimerlerin C,N,0,ve H içerikleri elementel analiz ile bulunmuştur. Polimerlerin uyan-cevap davranışlan, polimerlerin sulu çözeltilerinin absorbanslannm iki farklı pH'da (4.0 ve 7.4) ısıtmayla değişimi izlenerek belirlenmiştir. `Düşük kritik çözelti sıcaklıkları` (LCST) bu grafiklerden bulunmuştur. NIPAAm homopolimeri LÇST değeri 31- 32°C civarındadır ve bu polimer yalnızca sıcaklığa duyarlıdır. Yapıya AA ve ATASTD girmesi LCST değerinin önemli derecede yükselmesine ve polimer zincirlerin sıcaklık duyarlılığı yanısıra pH duyarlılığı kazanmalarını sağlamıştır. Ancak AA miktarının fazla olması pH 7.4 de sıcaklık duyarlılığının kaybolmasına yol açmıştır. Terpölimerin Cu(II) iyonları ile kompleksleşmesi sonucu gram terpolimere 0.02 mg bakır yüklemek mümkün olmuştur. Bakır yüklenmesi terpölimerin sıcaklık ve pH duyarlılığı: kaybolmasına' yol açmamış ancak LCST değerlerinin hem pH 4.0 hem de 7.4 de artmasına neden olmuştur. n ABSRACT The aim of this study is to synthesize pH and temperature sensitive polymers carrying an active agent namely 1,4,8,1 1-tetraazocyclootetradecan (TASTD), and their complexes with Cu(II) ions as a prodrug having antiviral/antitumoral activity. Firstly, the active monomer, acryloiltetraazocyclotetradekan (ATASTD) was synthesized by the reaction of proper amounts of TASTD and acryloil chloride. The reaction yield was around 55-65%. Formation of the active monmomer was confirmed by FTIR. Poly(NIPAAM) homopolymer, N-isopropyl acrylamide (NIPAAm) and acrylic acid (AA) copolymer and three different NIPAAm/AA/ATASTD terpolymers were produced by solution phase radical polymerization using a constant amount of (0.018 mol/L) azobisizobutyronitrile (AIBN) as the initiator at 70°C in 180 min. Polymer isolation yields were in the range of 10.5-18.8 %. Polymer formation was confirmed by FTIR and JH-NMR analysis. C,N,0,and H content of the polymers were found by elemental analysis. Stimuli-responsive behaviour of the polymers were obtained by following the changes in the absorbance values of the polymer aqueous solutions upon heating, at two ph, 4.0 and 7.4. `Lower critical solution temperatures` (LCSTs) were determined from these graphs. LCST of NIPAAm homopolymer is around 31- 32°C, and this polymer is only temperature sensitive. Including AA and ATASTD in the polymer change caused significant increases in the LCST values and added pH sensitivity besides temperature sensitivity. However, increasing the AA content resulted loss of temperature sensitivity of the terpolymer at pH:7.4. By complexation of the terpolymer with Cu(II) ions, it was possible to load 0.02 mg Cu(II) onto one gram of the terpolymer. Cu(II) loading caused increases in LCST values both at pH 4.0 and 7.4, but not resulted any loss in pH or temperature sensitivity. 60

Özet ÖZET Son yıllarda yapılan araştırmalar alüminyum ile çeşitli hastalıklar arasındaki ilişki olduğunu göstermiştir, özellikle diyaliz tedavisi uygula nan hastaların % 80'inde vücutta alüminyum birikimi belirlenmiştir. Alüminyumun vücutta birikmesi, nörolojik bozukluklar (Parkinson ve Alzheimer), hiperaluminea, diyaliz ensefalopatisi ve anemi gibi ciddi hastalıklara neden olur. Diyaliz çözeltilerinden ve içme sularından Al(lll) uzaklaştırılmasında bazı teknikler uygulanmaktadır. Bunlar arasında spesifik polimerler ümit vaadetmektedir. Spesifik sorbent metal iyonu ile spesifik olarak etkileşebilecek bir ligand ve bu ligandın kimyasal olarak bağlandığı bir katı destek oluşur. Bu çalışmada hem kesikli hem de sürekli sistemde alüminyum uzaklaştırılması amacıyla boya takılı magnetik polihidroksietilmetakrilat (PHEMA) mikroküreler hazırlanmıştır. Magnetik PHEMA mikroküreler 80-120 /vm çap aralığında modifiye süspansiyon polimerizasyonu ile hazırlanmıştır. Alizarin Red mikrokürelere kovalent olarak bağlanmıştır. Maksimum Alizarin Red yüklemesi 135.8 jumol/g'dır. Kesikli sistem deneylerinde ulaşılan maksimum Al(lll) adsorpsiyonu 19.5 mg/g'dır. Maksimum adsorpsiyon pH 5.0'de gözlenmiştir. Non-spesifik Al(lll) adsorpsiyonu 0.63 mg/g'dır. Adsorplanan Al(lll)'ün % 98'i HNO3 ile desorbe edilmiştir. Sürekli kolon sisteminde Al(lll) adsorpsiyon kapasitesi akış hızının artması ile azalmıştır. Mikroküreler adsorpsiyon kapasitesinde önemli bir azalma olmaksızın tekrarlanan adsorpsiyon-desorpsiyon işleminde başarı ile kullanılmıştır. Summary SUMMARY Aluminum has recently been considered as a causative agent in dialysis encephalopathy, osteodystrophy, and microytic anemia occuring in patients with chronic renal failure who undergo long-term hemodialysis. Only a small amount of Al(lll) ions in dialysis solutions may cause these disorders. Encephalopathy has also occured in children consuming aluminium hydroxide as a phosphate binder for renal disorders. Aluminum has also been implicated in neurotoxicity associated with amyotrophic lateral sclerosis, a form of parkinsonism and in Alzheimer's disease. The selective removal of Al(lll) ions from dialysis solutions and drinking water have been extensively investigated by applying several techniques. Among them, the use of specific sorbents has been considered as one of the most promising techniques. Specific sorbents consist of a ligand (e.g., ion-exchange function or chelating agents) which interacts with the metal ions specifically, and a carrier matrix which may be an inorganic materials or polymer microspheres. In this study, Aluminum [Al(lll)] adsorption onto dye-attached magnetic poly(2- hydroxyethylmethacrylate) (PHEMA) microspheres was investigated in both batch and continuous process. Magnetic PHEMA microspheres, in the size range of 80-120 jum, were produced by a modified suspension polymerization of HEMA. Alizarin Red was covalently attached to the microspheres. The maximum Alizarin Red loading was 135.8 jumo/g polymer. In the batch experiments, the maximum Al(lll) adsorption on the Alizarin Red-attached microspheres from aqueous solutions containing different amounts of Al(lll) ions was 19.5 mg/g polymer. The maximum Al(lll) adsorption was observed at pH 5.0. Non-specific Al(lll) adsorption was about 0.63 mg/g polymer under the same conditions. High desorption ratios (98 %) were achieved by using 0.1 M HNO3. In the continuous process, Al(lll) adsorption capacity of the microbeads decreased with an increase in the recirculation rate of solution. It was possible to reuse these Alizarin Red-attached magnetic PHEMA microspheres without significant losses in the Al(lll) adsorption capacities. 50

IV ÖZET Sunulan tez çalışması kapsamında grubumuzda daha önce üretilmiş olan STM'in (Scanning Tunnelling Microscopy) geliştirilerek kullanım kolaylığı ve kaitesi artırılmış ve geliştirilen sistemin performansı araştırılmıştır. Bu amaçla birinci bölümde STM sisteminin donanım ve yazılım bölümlerinde yeni tasarım ve imalatlar yapılmıştır. Donanım bölümünde: (i) Tarama alanını ve görüntü kalitesini artırmak amacıyla ± 250 V (500 V) bilgisayar kontrollü bipolar güç kaynağı tasarlanıp imal edilerek elektronik açıdan performansı araştırılmıştır, (ii) Bağıl olarak iletkenliği kötü olan biyolojik molekülleri görüntüleyebilmek, sıvı ortamda çalışabilmek amacıyla akım/gerilim çeviricisinin ölçüm alanı (pA-nA) genişletilmiştir, (iii) Tarama hareketinin doğrusallığının artırılması amacıyla, tarama iğnesi piezo tarayıcının ortasına alınmış, bu amaçla bir vida mekanizması imal edilmiştir, (iv) Sıvı örneklerle çalışabilmek amacıyla düşey yönde hareketli bir örnek tutucu tasarlanıp imal edilmiştir, (v) Görüntü işleme olanaklarını artırmak amacıyla çoklu işletim ortamında çalışabilecek yeni bir kontrol programı yazılmıştır. İkinci bölümde ise tüm sistemin performansını araştırmak amacıyla yapay ve doğal polimerik moleküllerden örnekler seçilerek bunların STM görüntüleri alınmıştır. İpliksi yapıda olan doğal moleküllerden kolajen, globular yapıda olanlardan albumin, antibadiler (IgG ve IgM) ve amino asitlerin tamamı (20 adet) görüntülenmiştir. STM çalışmalarında DNA, model olarak en çok kullanılan biyomoleküldür. Sunulan tez kapsamında ise DNA'mn çeşitli boya ve ilaçlarla etkileşimi görüntülenmiştir. Sentetik polimerlerden ise P(MMA/BMA) nanopartiküller ve bunların film oluşturma özellikleri STM görüntüleri ile araştırılmıştır. Yine sentetik polimerlerden P(NIPAAm-Aac) uyan cevap polimerleri ve amino asitlerin bu polimerlere bağlanarak oluşturdukları yapılar STM ile görüntülenmiştir. Bütün deneyler sırasında optimum görüntüleme parametreleri, substrat, iğne türü, çalışma akımı, iğne-örnek öngerilimi açısından araştırılarak sunulan tez içinde rapor edilmiştir. ANAHTAR KELİMELER: STM, DNA, Kolajen, IgG, IgM, HSA, Amino asitler, Piezo Sensörler, Mikroemülsiyon polimerizasyonu, Film oluşumu, Uyan cevap polimerleri. ABSTRACT In the content of the proposed thesis; the STM (Scanning Electron Microscopy) that was constructed before by our group was improved, its quality and using advantages were increased, and the performance of the developed system was tested. In the first part of the thesis, software and hardware of the STM were improved. In the hardware: (i) To increase the scanning area and imaging quality, ± 250 V (500 V) bipolar, computer controlled power supply is designed and constructed. Then the performance of the power supply was tested, (ii) For the imaging of the biological molecules mostly has poor conductivity, the measurement range (pA-nA) of the I/V converter was increased, (iii) The tip was installed at the middle of the piezo scanner to improve the lineerity of the scanner. By that purpose, a screw mechanism has been constructed, (iv) To study with liquid samples, a sample holder which has movement in horizontal dimension has been designed and constructed, (v) A new software that works in multi-tasking operating system has been developed to improve the imaging process. In the secand part of the thesis, the images of the chosen natural and synthetic polymeric materials were taken for testing the performance of the whole system. The images of selected natural polymers (the cologen in fibrous form and albumine in globular form) were taken. In other part of the study, the images of the all amino acids which are found in human body were taken. Although the DNA is the most studied biological molecule in the SPM technics, the interaction of the DNA with dies and drugs were studied in the scope of this thesis. Synthetic polymers in nanoparticule form like P(MMA/BMA) and their film formation properties were observed by STM. In similar way, the P(NIPAAm-Aac) from stimuli-responsive polymers and its congugates with amino acids were also observed by STM. The optimum imaging parameters of STM, the type of the tip, substrates, tip-sample bias and operating current were optimised and reported in the scope of the thesis. KEY WORDS: STM, DNA, Collagen, IgG, IgM, HSA, Amino acids, Piezo Sensors, Microemulsion polymerization, Film formation, Stimuli responsive polymers, 113

ÖZET Bu çalışmanın amacı yönlendirilmiş doku yenilenmesinde membran olarak kullanılmak üzere farklı elastik özelliklere sahip kopolimer membranlann hazırlanmasıdır. L-laktat ve e-kaprolaktonun homo ve kopolimerleri, katalizör olarak kalay oktoat kullanılarak azot ortamında yığın polimerizasyonu ile sentezlenmiştir. Monomer oranlan değiştirilerek farklı özelliklerde kopolimerler elde edilmiştir. Sentezlenen kopolimerlerin kimyasal yapısı FTIR ve 'H-NMR ile belirlenmiştir. NMR sonuçlanndan gerçek kopolimer oranlan hesaplanmış ve reaktivitesinin fazla olması nedeniyle kopolimerdeki L-laktat oranının başlangıçtaki oranına göre arttığı bulunmuştur. Kopolimerlerin ortalama molekül ağırlıklan Jel Geçirgenlik Kromotografisi (GPC) ve viskozimetrik yöntemler ile tayin edilmiştir. Bulunan ağırlıkça ortalama molekül ağırlıklan (Mw): 52000- 61000 ve heterojenlik indeksleri 1.48-2.25 aralıklanndadır. Sentezlenen kopolimerlerin ısıl davramşlan DSC ile belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar kopolimerde kaprolakton oranının artması ile kopolimerin camsı geçiş sıcaklığının düştüğünü göstermiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde sentezlenen kopolimerlerden çözücü döküm yöntemi ile 0.5um kalınlığında gözeneksiz ve mikrogözenekli membranlar hazırlanmıştır. Hazırlanan membranlann mekanik özelliklerine bakılmış ve kopolimerdeki kaprolakton oranının artması ile sertlik modülünün ve akma veriminin azaldığı buna karşılık yüzde uzama miktannın arttığı bulunmuştur. Membranlann in vitro bozunma davramşlan 4 hafta boyunca izlenmiştir. Bu amaçla membranlar vücut sıcaklığı (37°C) ve pH (7.4)'mda Ringer çözeltisine konulmuştur. Bozunma boyunca molekül ağırlıklanmn azalma gösterdiği ve 4. Hafta sonunda ağırlıkça ortalama molekül ağırlıklanmn (Mw): 23000-50000 arasında olduğu bulunmuştur.Bozunma ilerledikçe kopolimerlerin heterojenlik indeksleri ise artış göstermiştir. Bozunma boyunca kopolimerlerin mekanik özelliklerinde de değişme olduğu yapılan testler ile gösterilmiştir. Kırılganlıklarının artması nedeni ile yüzde uzama miktarı ve akma verimi azalmış buna karşılık sertlik modülü artmıştır. Anahtar Kelimeler: Biyobozunur Polimerler, PLLA, P-s-CL, Membran, Yönlendirilmiş Doku Yenilenmesi. ABSTRACT The aim of this study is to prepare copolymeric membrane with different elastic properties which will be used as barrier membrane for guided tissue regeneration. Homo and copolymers of L-lactide and e-caprolactone were synthesized by bulk polimerization by using stannous octoate as the catalyst under the nitrogen atmosphere. Copolymers with different properties were obtained by changing monomer ratios. Chemical structures of the copolymers were determined by FTIR and 'H-NMR analysis. Copolymer ratios were calculated from 'H-NMR results, it was found L-lactide ratio in the copolymer was higher than its initial ratio because of the higher reactivity of lactide. Average molecular weights (Mw) of copolymer were identified both with Gel Permation Chromotography (GPC) and viscosimetric method. Weight average molecular weigths of copolymers and polydispersity index were in the range of 52000-61000 and 1.48-2.25, respectively. DSC analysis were used to determine the thermal behavior of the copolymers. Results show that glass transition temperature (Tg) of copolymers were decreased with increasing e- caprolactone ratio. In the second part of the study, 0.5 um thick nonporous and microporous membrane were prepared from these copolymers by using solvent casting method. These membranes were tested mechanically and it was observed yield stress and Young modulus decreased while percent elongation increased, with increasing s- caprolactone ratio. In vitro degradation of the membranes were followed 4 weeks. For this purpose membranes were kept in Ringer solution at body temperature (37°C) and pH (7.4). Average molecular weights decreased during the degradation. At the end of the 4 weeks, the weight average molecular weights were found in the range of 23000-50000. Polydispersity indexes were increased with progressingm degradation. It was also show that mechanical properties of the copolymers were changed during the degradation. It was observed that the membranes became brittle, percent elongations and yield stress decreased while Young modulus increased. Key words: Biodegradable Polymers, PLLA, P-e-CL, Membrane, Guided Tissue Regeneration. 75

özet ÖZET Sunulan çalışmanın amacı enjeksiyonla kalıplama yöntemiyle petri kaplarının ve bunların, içlerinde besi yerleri içeren formlarının ambalajlanmış şekilde üretim olanaklarının araştırılmasıdır. Petri kaplarının üretiminde temel plastik olarak bu amaçla yaygın olarak kullanılan polistiren (kristal grade) seçilmiştir. Temel ekipman parametreleri değiştirilerek düzgün ve hatasız petri kabı üretiminde enjeksiyonla kalıplama işlemi için en uygun işletme koşulları belirlenmiştir. Petri kapları gama radyasyonu ile sterillenmiştir. İlgili standart testler (Buyyon testi) sterilizasyonun başarıyla gerçekleştirildiğini göstermiştir. İçlerinde kültür ortamları bulunan petri kapları laminar akış kabinetinde aseptik koşullarda hazırlanmıştır. Üç farklı ortam, Eosin Metilen Mavisi Ağarı (EMB), Salmonella Shigella Ağarı (SS), ve Kanlı Agar içeren petri kapları hazırlanmıştır. Bu petri kaplarının, örnek mikroorganizmaların, Escherichia coli, Staphylococcus aureusas, Salmonella typhi, Klepsiella oxytoca, fi- Streptecoccus pyogenes, kullanıldığı testlerde uygunlukları araştırılmıştır. Bu testler hazırlanan tüm besi ortamlarının başarılı olarak kullanılabileceğini, göstermiştir. Yapılan ekonomik analiz, çalışma kapsamında araştırılan petri kaplarının, mevcut imkanlarla, günümüz pazar fiatının Yz ile Y* arasında bir değerde üretilebileceğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler : Petri kabı, besi yerli petri üretimi, performansı, maliyet analizi Abstract ABSTRACT The aim of this study is to investigate production of petri dishes by injection moulding and their culture medium carrying forms in their final packaging. Polystyrene (crystal-grade), which is widely used in these type of applications, was selected as the basic material for the production of petri dishes. Injection molding operating conditions were optimized by changing the main equipment parameters. Petri dishes were sterilized by gamma radiation. The related standard tests (i.e., Buyyon test) showed that the sterility procedure was successfully applied. A laminar flow cabinet was used to prepare petri dishes containing culture media at aseptic conditions (without loosing sterility). Three different media, Eosin Methylene Blue Agar (EMB), Salmonella Shigella Agar (SS), and Blood Agar, were investigated. These dishes were used in the tests in which Escherichia coli, Staphylococcus aureusas, Salmonella typhi, Klepsiella oxytoca, fi-Streptecoccus pyogenes, as representative species. These tests showed that all the media prepared were successfully operated. Economical analysis indicated that these petri dishes can be produced by using the existing facilities almost % to % of the today's market prices. Key words : Petri dish, production of Petri dish with culture medium, performances, Cost analysis 81

ÖZET Bu çalışmanın amacı gen transferinde taşıyıcı olarak kullanılmak üzere katyonik uyan-cevap karakteristiklerine sahip kopolimerlerin sentez edilmesidir. N- izopropilakril amid'in karboksilik asit uç gruplu homopolimerleri monomerin etanol içinde başlatıcı olarak azobisizobütironitril (AIBN) ve zincir transfer ajanı olarak merkaptoasetikasit (MP A) kullamlarak çözelti polimerizasyonuyla sentezlenmiştir. Amin uç gruplu poli(NIPAAm) sentezi aym yöntemle ancak polimer zincirlerine amin uç grubu takmak amacıyla, zincir transfer ajanı olarak aminoetantiyol hidroklorür (AET.HC1) kullamlarak gerçekleştirilmiştir. Poli(NIPAAm) daki karboksilik asit ve amin uç gruplarının varlığı FTIR ve 'H-NMR ile gösterilmiştir. Molekül ağırlıkları uç grupların titrasyonu ile bulunmuştur. Titrasyon deneyleri hem bu grupların polimer ucuna yerleştiğini göstermiş hemde polimerlerin ortalama molekül ağırlıklarının bulunmasını sağlamıştır. Karboksilik asit ve amin uç gruplu poli(NIPAAm) ortalama molekül ağırlıkları sırasıyla 1958-10228 ve 1839-5249 aralıklarındadır. Başlatıcı (AIBN) derişiminin değiştirilmesinin polimerlerin molekül ağırlıklarını değiştirmediği, ancak daha düşük derişimlerde zincir transfer ajanı kullamlarak daha yüksek molekül ağırlığında polimerler sentezlendiği bulunmuştur. Ağırlık ölçümü verilerinden hesaplanan polimerizasyon verimleri tüm polimerizasyonlarda %70'in üzerinde bulunmuştur. Bu uyan-cevap polimerlerinin LCST davranışları iki farklı pH'da (4.0 ve 7.4) spektrofotometrik olarak izlenmiştir. Her iki homopolimerinde LCST'leri birbirine çok yakın bulunmuştur (28-30°C) ve pH ile değişmemiştir. Karboksilik uçlu poli(NIPAAm) ortalama 2000 molekül ağırlığında polietilenimin (PEI) ile suda çözünen bir karbodimid (l-etil-3-(3-dimetilaminopropil)karbodiimid), (EDAC) kullamlarak kopolimerleştirilmiştir. FTIR and 'H-NMR spektrumlarmda her iki polimerin karakteristik pikleri gözlenmiştir, buda kopolimer oluşumunu ispatlamıştır. Poli(NIPAAm)'ın LCST davramşı PEI ile kopolimerizasyon sonucunda, beklendiği gibi önemli miktarda değişmiştir. PEI'dan gelen amin gruplarının zincire ilavesi, polimeri sıcaklığa daha az duyarlı hale getirmiştir.11 Seçilen homo ve kopolimerler, insan kanından izole edilen ve PCR ile çoğaltılan DNA (1 kilobaz) ile etkileştirilmiştir. Konjügatlann LCST'si kopolimerlerinkinden çok farklı bulunmuştur. Ancak, kopolimerlerin sıcaklık duyarlılıklarım konjügasyon sonrası da korudukları gözlenmiştir. m ABSTRACT The aim of this study is to synthesize cationic stimuli-responsive polymers as carriers for gene delivery. Carboxylic acid-ended homopolymers of N-isopropyl acryl amide (NIPAAm) were synthesized by solution polymerization of the monomer (in ethanol) by using asobisisobutyronitrile (AIBN) as initiator and mercaptoaceticacid (MP A) as chain transfer agent. Amine-ended poly(NIPAAm) was also synthesized by the same procedure except using aminoethanethiol hydrochloride(AET.HCl) as chain transfer agent in order to include amine-end groups to the polymer chains. Carboxylic acid and amine groups at the end of the poly(NIPAAm) were identified both with FTIR and !H-NMR. Titration experiments showed also existence of these end groups and allowed estimation of the average molecular weights. Average molecular weights of carboxylic acid- and amine-ended poly(NIPAAm) were in the range of 1958-10228 and 1839-5249, respectively. There was no effect of changing of the initiator (AIBN) concentration on the molecular weight, while higher molecular weights were obtained when chain transfer agent with lower concentrations were used, for both type of homopolymers. Polymerization yields, which were estimated from the gravimetric data, were above 70 % in all cases. LCST behaviour of these stimuli- responsive polymers was followed spectrophotometrically at two pH (4.0 and 7.4). LCST's of both homopolymers were very close to each other (28-30°C) and did not change with pH. Carboxylic acid-ended poly(NIPAAm) was copolymerized with polyethylene- imine (PEI) with an average molecular weight of 2000, by using a water soluble carbodimid (EDAC). FTIR and 'H-NMR spectra of the copolymers showed characteristic peaks of both polymers, and therefore proved the formation of copolymeric structure. LCST behaviour of poly(NIPAAm) was changed by copolymerisation with PEI, as expected. LCST's of the copolymers were significantly higher than those obtained for the homopolymer. Including amine groups (coming from PEI) into the chains made polymers less sensitive to temperature.IV Selected homo and copolymers were interacted with DNA (1 kilobase), which was isolated from human blood and multiplied by PCR. LCST behaviour of the conjugates were significantly different than those obtained for the copolymers. But, the copolymers did still keep their temperature sensitivity even after conjugation. 81

ÖZET Sunulan çalışmada, kemik graft malzemesi kullanımı için poli (L-laktat) hidroksiapatit (PLLA/HA) kompozitleri hazırlanmıştır. Çalışmanın birinci bölümünde L-laktik asitten konvansiyonel teknikler kullanılarak L-laktat dimeri hazırlanmış ve hazırlanan L-laktat dimeri kalay oktoat varlığmda halka açılması polimerizasyon metodu ile yüksek molekül ağrılıklı poli(L-laktat)'a (PLLA) dönüştürülmüştür. Dimer ve polimer oluşumlan DSC, FTIR, NMR ve polarimetre teknikleri kullanılarak doğrulanmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde ise iki farklı molekül ağırlığındaki PLLA polimeri (Mw: 250.000 ve Mw: 600.000) kloroformda çözündürülerek içerisinde farklı miktarlarda hidroksiapatit (HA) (%10, %30 ve %50 ağırlıkça) partiküllerinin dağıtılması ile poli(L-laktat)/hidroksiapatit kompozitleri hazırlanmıştır. Çözücü uzaklaştırıldıktan sonra kompozit örnekleri baskı ile kalıplama cihazında ASTM 63 8 'e göre kalıplanmıştır. Üretim metodunun PLLA ve PLLA/HA kompozitlerinin mekanik ve ısıl özelilkleri üzerine etkisi incelenmiştir. PLLA'nın karakteristik degradasyonu (su absorpsiyonu, kütle kaybı, molekül ağırlığı ve morfolojik değişimleri) hidroksiapatit varlığında değişmiştir. Dinamik mekanik analizlerde camsı geçiş sıcaklığının (60°C) altında ikinci bir gevşeme görülmemiştir. Bükülme ve uzama modülüslerindeki artış kompozit etkisi ile açıklanabilir. Kompozitlerin yüksek mekanik dayanımlarından dolayı kemik kırıklarının tedavisinde kullanılabileceği uygun görülmüştür. ABSTRACT In the present study, we prepared poly(L-lactide)/hydroxyapatite (PLLA/HA) composites for use as bone graft materials. In the first part of study, L-lactide dimer was synthesized from L-lactic acid by using conventional techniques and L-lactide was polymerized by ring-opening polymerization method in the presence of stannous octoate to the high molecular weight polymer forms. Dimer and polymer formations were confirmed by DSC, FTIR, NMR and polarimeter techniques. In the second part, PLLA/HA composites were produced by dispersing different amount HA particles (10%, 30% and 50% by weight) within two different molecular weight PLLA (Mw: 250.000 and Mw: 600.000) solution in chloroform with further evaporation of the solvent. From these composites, compression-molded specimens were prepared according to the ASTM-638. The effect of manufacturing method on the strength retention of PLLA and PLLA/HA composites were studied. Data on water absorption, weight loss, molecular weight and morphology changes conclusively showed that the presence of hydroxyapatite modified the degradation characteristic of PLLA. In the dynamic mechanical analysis, no secondary relaxation's were observed below the glass- to-rubber transition (60°C). The improvement of bending and Young's modulus compared to the ordinal two materials was due to a composite effect. Due to the high load bearing the composites are expected to suitable as replacement for bone grafts. 90

özet iv ÖZET Bu çalışmada katgüt (ameliyat ipliği) üretiminde kullanılan koyun ince barsağı atıklarından enzimatik hidroliz yöntemi ile kollajen saflaştırılması ve bu kollajenden biyomateryal olarak kullanılmak üzere dokuma olmayan `non-woven` matris elde edilmesi ele alınmıştır. Kaynak dokuda yer alan safsızlıklar tuz ekstraksiyonu ile uzaklaştırılmış, elde edilen dokuda yer alan kollajen pepsin enzimi kullanılarak hidroliz edilmiş ve asetik asit tampon çözeltisinde çözünür hale getirilmiştir. Enzimatik hidroliz basamağında enzim konsantrasyonu, sıcaklık ve pH' a bağlı optimum koşullar belirlenmeye çalışılmıştır. Hidroliz sonrası çözelti buharlaştırma yöntemi kullanılarak kollajen matrise dokuma olmayan (non-woven) şekil verilmeye çalışılmış, glutaraldehid (GA) çapraz bağlama ajanı kullanılarak matrisler çapraz bağlanmıştır. Çapraz bağlama basamağında kollajen matrislerin çekme sıcaklıkları referans alınarak, optimum çapraz bağlayıcı konsantrasyonu, reaksiyon sıcaklık ve süresi belirlenmeye çalışılmıştır. Elde edilen ürün ticari kullanım bulmuş hemostatik keçe (felt) ile karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Kollajen, biyomateryal, biyopolimer, doğal polimer. Abstract ABSTRACT In this study, the purification of collagen from the waste of sheep intestine utilised in the catgut (surgical suture) manufacturing were investigated by the enzymatic hydrolysis proses. Than the synthesis of a non-woven matrix as a biomaterial from the produced collagen are handled. The impurities involved in the source tissue have been removed by salt extraction. Collagen remained in the tissue has been hydrolysed by pepsin and solubilized in the acetic acid buffer solution. At the enzymatic hydrolysis, the optimum conditions relating to the concentration of the enzyme, temperature and pH have been tried to be defined. After hydrolysis, it has been worked to shape the collagen in the non-woven form by solvent evaporation method. Than a matrix has been obtained by crosslinking with glutaraldehyde. At the crosslinking step, optimum crosslinking agent concentration, reaction temperature and time have been tried to be optimised by considering the shrinkage temperature of collagen matrix as reference value. The obtained product has been compared to the commercial felt-like haemostatic product. Key Words: Collagen, biomaterial, biopolymer, natural polymer. 33

ÖZET Sunulan çalışma kapsamında sert doku onarımında kullanılacak elastomerik özellikte `EV` ve `ET` kod adlarıyla anılan iki farklı D,L-laktat ve e-kaprolakton kopolimeri sentez edildi. Bu kopolimerlerin GPC ile sayıca ve ağırlıkça ortalama molekül ağırlıkları ve heterojenlik indeksleri sırasıyla Mn:108 000; Mw:170 000; Ki. : 1.56 ve M`:40 000; Mw:80 000; H.I.:2.00 olarak bulundu. FTIR spektrumlan her iki monomere ait karakteristik piklerin varlığını, dolayısıyla kopolimer oluşumunu gösterdi. *H NMR spektrumlan kopolimer oluşumunu vurguladı ve kopolimerlerin her ikisinde de D,L-laktat/e-kaprolakton oranının 60/40 olduğunu gösterdi. DSC termogramlanndan her iki kopolimerin de amorf olduğu ve camsı geçiş sıcaklıklarının EV ve ET kopolimerleri için sırasıyla -22.1°C ve -21.2°C olduğu bulundu. Kopolimerlere üç farklı miktarda (ağırlıkça %20, 40 ve 60), iki farklı boyutta hidroksiapatit yüklendi. Optik ve taramalı elektron mikroskopları hidroksiapatit partiküllerinin polimerik matrikste homojen dağıldığını gösterdi. Elde edilen kompozitlerin çoğunun elle şekillendirilebilir yapıda olduğu gözlendi. Hidrokiapatit yüklemesine, HA partikül boyuna ve kopolimer molekül ağırlığına göre mekanik özelliklerin değiştiği bulundu. HA yüzdesinin artmasıyla yüzde uzama önemli oranda azalırken akma verimi ve sertlik modülü arttı. Büyük boyutlu HA kullanıldığında daha az uzayan, ancak dayanımı ve sertliği daha yüksek kompozitler elde edildi. Yüksek molekül ağırlığındaki EV kopolimeri ile hazırlanan kompozitlerin daha az uzadığı ancak mekanik olarak daha güçlü ve sert oldukları bulundu. Kopolimerler Ringer çözeltisi içinde 6 haftada hemen hemen tamamen degrade olmuşlardır. Degradasyonun ilerlemesiyle molekül ağırlığı dağılımı da genişlemiştir. Hidroksiapatit ilave degradasyonun önemli oranda yavaşlamasına neden olmuştur. Özellikle büyük boyutlu ve yüksek yüzde de HA yüklü kompozitlerin degradasyonunda önemli miktarda yavaşlama gözlenmiştir. ABSTRACT In this study, two different elastomeric D,L-lactate ve E-caprolactone copolymers, namely EV and ET copolymers were synthesized for hard tissue repair. The number and weight average molecular weights and heterogenity indices obtained by GPC were M`:108 000; Mw:170 000; H.I.:1.56 and M»:40 000; Mw:80 000; H.I.:2.00, respectively. The characteristic peaks of the monomers on the FTIR spectra indicated the formation of the copolymer. *H NMR spectra proved the formation of copolymers, and the D,L-lactate/e-caprolactone ratios of both copolymers were found as 60/40 from these spectra. DSC thermograms showed that both copolymers (EV and ET) were amourphous and have glass transition temperatures of -22.1°C and - 21.2°C, respectively. Hydroxyapatite (HA) with two different size ranges were loaded within both copolymers at three different ratios (20, 40 and 60% in weight). Optical and scanning electron microscope photographs showed that HA particles were homogeneously distributed within the polymer matrices. The polymer-HA composites were easily shaped by hand. Mechanical properties of the composites changed with HA loading, HA particle size, and the molecular weight of the copolymer. Per cent elongation decreased while both yield stress and hardness modules increased with the increase in the HA loading. By using HA with larger particle size, less flexible but stronger composites were obtained. The composites which were prepared with the higher molecular weight copolymer (i.e., EV) were less flexible but stronger. Copolymers were degraded within the Ringer solution in about 6 weeks. The molecular weight distribution became broader during degradation. Incorporation of HA within the polmeric matrices significantly slowed down the degradation. Much slower degradation rates were observed especially when HA particles with larger sizes were used, and also for the composites with high HA loadings. 60

ÖZET Sunulan çalışmada, özellikle kemoembolizasyon uygulamalarında kullanılmak üzere biyodegradable yapıya sahip olan kitosan biyopolimerleri kullanılarak süngerimsi ve mikroküre formunda alternatif taşıyıcıların geliştirilmesi amaçlanmıştır. Ayrıca, çalışma kapsamında hazırlanan kitosan süngerimsi yapılar yara ve yanık tedavisinde de kullanılabilecek özelliklere sahip potansiyel bir malzemedir. Çalışma temel olarak sözkonusu iki farklı yapının ayrı ayrı hazırlanması ve bu yapılar ile gerçekleştirilen ilaç yükleme/salım çalışmaları şeklinde iki ana grupta gerçekleştirilmiştir. Birinci grup çalışmalarda çözücünün uzaklaştırılması temeline dayanan yöntem ile kitosan süngerimsi yapılar hazırlanmış ve bu yapılara kanser tedavisinde yaygın olarak kullanılan 5-Fluorouracil (5-FU) yüklenerek 5-FU salımı in vitro olarak değerlendirilmiştir. Bu amaçla salım ortamı pH'ı (pH: 3.0, 7.4 ve 10.0), sıcaklığı (4°C, 25°C ve 37°C), ilaç/polimer oranı (7.55/200, 3.85/200 ve 1.55/200 mg/mg) ve çapraz bağlayıcı oranı (% 0.25, % 0.5 ve % 1.0) değerleri değiştirilerek salım hızlan belirlenmiştir. Sonuç olarak, ilacın daha düşük pH değerlerinde daha hızlı salındığı, sıcaklığın ve ilaç/kitosan oranının artmasıyla salım hızının arttığı ve çapraz bağlayıcı oranının artmasıyla salım hızının azaldığı gözlenmiştir. İkinci grup çalışmalarda ise süspansiyon çapraz bağlanma yöntemi kullanılarak 5-FU yüklü kitosan mikroküreler hazırlanmış ve bu aşamada önce mikroküre boy ve boy dağılımına etki eden parametreler (emülsifier türü ve derişimi, dağıtma ortamı karıştırma hızı, ilaç/kitosan oranı ve kitosan/çözücü oranı) değerlendirilmiş ve elde edilen sonuçlara göre gerekli optimizasyon işlemleri yapılarak kitosan mikrokürelere 5-FU yüklenmiş ve ilaç/kitosan oranı ile çapraz bağlayıcı miktarının ilaç salım hızına etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak ilaç/kitosan oranının artmasıyla ve çapraz bağlayıcı miktarının azalmasıyla ilaç salım hızının arttığı gözlenmiştir. SUMMARY In this study, we aimed to prepare sponge type and microsphere form of biodegradable chitosan carriers for chemoembolization. In addition, sponge type chitosan structures are potential materials for burn-dressing therapy. Basically, we prepared two different structure and then we used these structures for drug loading/drug release studies. In the first group experiments, sponge type chitosan materials were prepared by using solvent evaporation method. An anticancer drag 5-Fluorouracil was loaded into these structures then 5-Fluorouracil release was investigated in in-vitro studies. Medium pH was 3.0, 7.4 and 10.0. Temperature was 4°C, 25°C and 37°C. Drug/polymer ratio was 7.55/200, 3.85/200 and 1.55/200 (mg/mg). Cross-linker ratio was 0.25 %, 0.5 % and 1.0 %. Drug release rate was high at low pH values. Release rate increases with increasing drug/polymer ratio and temperature. Cross-linking density decreased the drug release rate. In the second group of experiments, 5-Fluorouracil loaded chitosan microspheres were prepared by using suspension cross-linking technique. In this step, optimal preparation parameters which affect the particle size and the size distribution was determined. These parameters were emulsifier type and concentration, drug/chitosan ratio and chitosan/solvent ratio. In optimal preparation conditions, 5-Fluorouracil was loaded and drug release was investigated. Drug release rate increased with increasing drug/chitosan ratio. Cross-linking density decreased the drug release rate. 55

ÖZET Poli(HEMA-EGDMA) mikrokürelere metal şelatör olarak boya-ligand Cibacron Blue F3GA kovalent olarak bağlanmıştır. Boya yapısındaki triazin halkasına bağlı klor atomu ile polimer zincirindeki hidroksil grupları nükleofilik sübstitüsyon reaksiyonuna girerek HCI çıkışı ile eter bağı oluşturmuşlardır. Polimerik mikrokürelere maksimum bağlanan boya miktarı 16.5 pmol Cibacron Blue F3GA/g polimer'dir. Boya takılı polimerik mikrokürelere protein molekülleri ile şelat etkileşimine girebilmesi amacıyla Zn(ll) iyonları adsorplanmıştır. Zn(ll) yüklü (189.6 umol Zn(ll)/g polimer) bu mikrokürelere dolgulu kolon sisteminde sulu çözeltilerden ve insan plazmasından albumin adsorpsiyonu incelenmiştir. Albumin adsorpsiyon kapasitesi akış hızının artması ile azalmıştır. Albumin adsorpsiyonu oldukça hızlı olup yaklaşık olarak 60 dakikada denge adsorpsiyon süresine ulaşılmaktadır. Çözelti fazındaki albumin konsantrasyonu da adsorpsiyonu etkileyen önemli bir parametredir. Albumin konsantrasyonunun artması ile adsorpsiyon artmış ve 2.0 mg/ml değerinden sonra platoya ulaşılmıştır. Maksimum albumin adsorpsiyon kapasitesi 128 mg BSA/g polimer'dir. Maksimum protein adsorpsiyonu albuminin izoelektrik noktası olan pH 5.0 değerinde gözlenmiştir. İnsan plazması ile çalışıldığında ise adsorpiyon kapasitesinin daha da arttığı bulunmuştur (215 mg HSA/g polimer). Adsorplanan protein moleküllerinin desorpsiyonu için 1.0 M NaSCN tuzu kullanılmış ve desorpsiyon oranlarının oldukça yüksek olduğu görülmüştür (% 90). ABSTRACT Affinity dye-ligand Cibacron Blue F3GA, was covalently coupled with the poly(EGDMA- HEMA) microbeads via the nucleophilic reaction between the chloride of its triazine ring and the hydroxyl groups of the HEMA under alkaline conditions. The microbeads carrying 16.5 umo l Cibacron Blue F3GA per gram polymer was incorporated with Zn(ll) ions. Zn(ll) loading was 189.6 umol/g. Cibacron Blue F3GA-Zn(ll) attached affinity sorbent used to albumin adsorption from aqueous solutions and human plasma in a packed-bed column. BSA adsorption capacity of the microbeads decreased with an increase in the recirculation rate. High adsorption rates were observed at the beginning, then equilibrium was gradually achieved in about 60 min. The BSA concentration in the mobile phase was also effective on adsorption. BSA adsorption was first increased with BSA concentration, then reached a plateau which was about 128 mg BSA/g. The maximum adsorption was observed at pH 5.0 which is the isoelectric pH of BSA. Higher human serum albumin adsorption was observed from human plasma (215 mg HSA/g). High desorption ratios (over 90 % of the adsorbed albumin) were achieved by using 1.0 M NaSCN (pH 8.0) in 30 min. 47

özet ÖZET Sunulan çalışmada bir kişisel bilgisayar yardımıyla çalışan, biyomateryellerin sterilizasyon ihtiyaçlarını tümüyle karşılayabilecek bir Etilenoksit gaz sterilizatörü tasarımı ve imalatı amaçlanmıştır. Tasarlanan cihazın tüm kontrol üniteleri bilgisayar veri hattında bulunan bir arayüz tarafından yapılacak şekilde tasarlanmış, yüksek enerji kaçaklarına karşı güvenlik sistemleri oluşturulmuştur, öncelikle mekanik tasarım yapılmış, kazan ve çevre birimleri bir karkas içerisine yerleştirilmiştir. Kullanılan kontrol sistemleri ve sensörler için gerekli olan arayüz tasarımı tamamlanmıştır. Sterilizatör montajlar sonrası çeşitli testlerden geçirilmiş ve daha sonra deneylere başlanmıştır. Yapılan deneylerde Avrupa Birliği standartlarına uygun olarak sterilizasyon işlemleri biyolojik testlere tabii tutulmuş ve bu testlerin sonuçlarına göre sterilizasyon işlemi başarılı ya da başarısız olarak değerlendirilmiştir. Deneylerde farklı ısılarda ve farklı etilenoksit konsantrasyonlarında steril olma minimum zamanları tespit edilmiş ve bu en az 3 kez olumlu tekrar sonrası kabul edilmiştir. Ayrıca farklı bağıl nem değerleri için de testler yapılmış ve en başarılı bağıl nem oranı olarak %30 tercih edilmiştir. Cihaz testler sonrasında farklı konsantrasyonlar ve sıcaklıklarda başarı ile çalışabilmesi ve bu değerlerin kolayca değiştirilebilir olması sebebiyle halen ticari olarak satılan sistemlere kıyasla daha esnek olarak değerlendirilmiştir. IV Abstract ABSTRACT The aim of this study is to design and construction of a personal computer controlled gas sterilisation unit that is capable of sterilisation of all biomaterials. All the control units of this equipment will be driven from the data bus of the personal computer by an interface and will have protection against high voltage malfunctions. First of all mechanical design is done and chamber and the periferic equipment's are placed. Than design of the interface have been done. According to European Norm's test procedure for validation of the sterility is prepared. During the experiments different temperatures and ethyleneoxide concentrations are used and sterilisation times are found. On the other hand different relative humidity levels are tried and 30% relative humidity found as the best. After the experiments it is found that the system is more flexible than the conventional sterilisation equipment's in the way that different temperatures and concentrations can be used much more easily. 55

Özet ÖZET Sunulan çalışmanın ilk bölümünde dispersiyon polimerizasyonuyla yaklaşık 1.5 /im boyutlarında eş boyutlu, farklı yüzey hidrofilisitelerine sahip üç farklı türde akrilat bazlı mikroküreier (PMMA, P(MMA/HEMA) ve PMMA/PVAL mikroküreier) üretilmiş ve FTIR ve temas açılarının ölçülmesi ile karakîerize edilmiştir. Bu mikroküreier açık kalp ameliyatı geçiren hastalardan (ameliyat öncesi, sırası ve sonrası) alınan kan örnekleriyle inkübe edilerek lökosit (monosit ve nötrofıl) yapışması/fagositozu incelenmiştir. Lökositlerin ameliyet öncesi yalnızca hidrofobik karakterli PMMA mikroküreleri yapışıp/fagosite ettiği, ancak aktif hale geçtiklerinde hidrofiiik polimerik mikroküreleri de {P(MMA/HEMA) ve PMMA/PVAL mikroküreleri yapışıp/fagosite etmeye çalıştıkları gözlenmiştir. Buda hidrofiiik mikrokürelerin aktive lökositlerin hasta kanından uzaklaştırılmasında spesifik sorbentler olarak değerlendirilebileceğini göstermiştir. Sunulan çalışmanın ikinci bölümünde süspansiyon poîimerizasyonu ile gözenekli ve gözeneksiz 50-250 /im boyut aralığında P(EGDMA/HEMA) mikroküreier üretilmiştir. Bu mikrokürelerin modifıye formlarının hazırlanmasında, önce hidroksil grupları periyodat oksidasyonu ile aldehit gruplarına çevrilmiştir. Daha sonra bu gruplara uzatma kolu (hekzametilendiamin, HMDA) takılmıştır. Son basamakta mikroküreiere aldehit grupları üzerinden ve/veya uzatma kolu üzerinden (glutaraldehit kullanılarak) koîlajen ve fibronektin immobilize edilmiştir. Periyodat aktivasyon basamağında kullanılması gereken en uygun periyodat derişimi gram poîimer başına 0.5 mmol periyodat olarak bulunmuştur. Bu değere karşılık gelen aldehit yüzey derişimîeri, gözenekli ve gözeneksiz P(EGDMA/HEMA) mikroküreier için sırasıyla 0.42 ve 0.28 mmol'dür. Uzatma kolu takılmasında en uygun HMDA derişimi 4 mg HMDA/ml olarak bulunmuş olup, bu değere karşı gelen immobilizasyon miktarları, fibronektin ve koîlajen için sırasıyla 4 ve 7 mg/g polimer olduğu bulunmuştur. Koîlajen ve fibronektin immobilizasyonlaraıda glutaraldehit kullarıilmıştır. En yüksek immobilizasyon için gram polimer başına % 1.25 (hacim/hacim) glutaraldehit kuîanılması gerektiği, ve bu değere karşı gelen immobilizasyon miktarlarının, fibronektin ve koîlajen için sırasıyla 4 mg/g polimer ve 7 mg/g polimer olduğu bulunmuştur. Modifikasyonun son adımında mikroküreiere aldehit gruplan ve/veya uzatma kolu üzerinden koîlajen ve/veya fibronektin immobilizasyonu için en uygun koşullar belirlenmiştir. En uygun immobilizasyon süresi 120 dak; ortam pH sı 7.0; sıcaklık fibronektin için 25°C'de koîlajen için ise 4°C; ve başlangıç derişimlerinin 0.1 mg fibronektin/ml ve 0.25 mg koîlajen/ml olarak bulunmuştur.özet a P(EGDMA/HEMA) mikroküreler hücre yapışma ve üreme çalışmalarında değerlendirilmiştir. Şu iki tür hücre kullanılmıştır: 3T3 ve MDBK hücreleri. Polistiren hücre kültür kaplarında yapılan denemelerde, kültür kaplarına 3x10s hücre (yapışma için) ve IxlO5 hücre (üreme için) içeren örnekler eklenmiş ve örnekler CO2 etüvünde 37°C'de inkübasyona bırakılmıştır. Bu deneylerde her iki hücre türü için de en uygun yapışma ve üreme süreleri, sırasıyla 120 dak ve 5 gün olarak bulunmuştur. P(EGDMA/HEMA) mikrokürelerin hücre yapışma ve üreme çalışmalarında ise yapışma ve üreme süreleri, sırasıyla 120 dak ve 7 gün olarak gözlenmiştir. Polimerik mikroküre yüzeylerinde MDBK hücrelerinin yapışma değerleri 3T3 hücrelerine göre daha düşük iken, tireme değerleri 3T3 hücrelerine göre daha yüksek olduğu bulunmuştur. Her iki hücrenin hidrofobik PEGDMA homopolimer mikrokürelere yapışmadığı, gözenekli ve gözeneksiz PÇEGDMA/HEMA) hidrofilik mikrokürelerde de yapışmanın çok düşük olduğu gözlenmiştir. Periyodat aktivasyonu yapışmayı bir miktar arttırmıştır. Kollajen ve fibronektin immobilizasyonu (özellikle uzatma kolu kullanılarak) yapışmayı önemli oranda artırmıştır. Bu mikrokürelere yapışma şöyledir: (i) 3T3 hücrelerinin gözeneksiz mikrokürelere: % 89.3 ve % 91 (yaklaşık 2143 hücre/mg polimer, ve 2184 hücre/mg polimer); (ii) 3T3 hücrelerinin gözenekli mikrokürelere: % 95.7 ve % 97.7 (yaklaşık 2297 hücre/mg polimer ve 2345 hücre/mg polimer); (iii) MDBK hücrelerinin gözeneksiz mikrokürelere: % 76 ve % 84 (yaklaşık 1824 hücre/mg polimer, ve 2016 hücre/mg polimer); (iv) MDBK hücrelerinin gözenekli mikrokürelere: % 81.4 ve % 90 (yaklaşık 1954 hücre/mg polimer, ve 2160 hücre/mg polimer). İlgili kinetik ifadelerden bulunan, 3T3 ve MDBK hücrelerinin için en yüksek yapışma hız sabitleri (kollajen-uzatma kolu veya fibronektin+uzatma koîu-takılı mikrokürelere, sırasıyla) söyledin (i) 3T3 hücrelerinin gözeneksiz mikrokürelere: 0.058 ve 0.067 dak-1'- (ii) 3T3 hücrelerinin gözenekli mikrokürelere: 0.11 ve 0.12 dak`1; (iii) MDBK hücrelerinin gözeneksiz mikrokürelere: 0.046 ve 0.063 dak-1; (iv) MDBK hücrelerinin gözenekli mikrokürelere: 0.057 ve 0.098 dak-1. Hücre üreme deneylerinde, yalnızca kollajen ve fibronektin (ve uzatma kolu) taşıyan gözenekli ve gözeneksiz P(EGDMA/HEMA) mikroküreler kullanılmıştır. Bu çalışmalar da yapışma deneylerinde uygulanan koşullarda gerçekleştirilmiştir, farklı olarak inkübasyonlar 1 gün sürdürülmüştür, ve 7. günde maksimum üreme değerleri elde edilmiştir. Elde edilen üremeler şöyledir: (i) 3T3 hücrelerinin gözeneksiz mikrokürelerde üremesi sırasıyla: 6280 hücre/mg polimer (16610 hücre/cm2 polimer);Özet iii ve 6690 hücre/mg polimer (17690 hücre/cm2 polimer) (ii) 3T3 hücrelerinin gözenekli mikrokürelerde üremesi sırasıyla: 6770 hücre/mg polimer (17900 hücre/cm2 polimer); ve 7220 hücre/mg polimer (19090 hücre/cm2 polimer); (iii) MDBK hücrelerinin gözeneksiz mikrokürelerde üremesi: 8930 hücre/mg polimer (23620 hücre/cm2 polimer); ve 10340 hücre/mg polimer (27340 hücre/cm2 polimer); ve (i) MDBK hücrelerinin gözenekli mikrokürelerde üremesi: 10560 hücre/mg polimer (27940 hücre/cm2 polimer); ve 11490 hücre/mg polimer (30390 hücre/cm2 polimer). İlgili kinetik ifadelerden bulunan, 3T3 ve MDBK hücrelerinin için en yüksek üreme hız sabitleri (koîlajen-uzatma kolu veya fibronektin+uzatma kolu-takıîı mikrokürelere, sırasıyla) şöyledir: (i) 3T3 hücrelerinin gözeneksiz mikrokürelerde: 0.26 ve 0.27 gtar 1; (ii) 3T3 hücrelerinin gözenekli mikrokürelerde: 0.27 ve 0.28 gün4; (iii) MDBK hücrelerinin gözeneksiz mikrokürelerde: 0.32 ve 0.34 gün-1; (iv) MDBK hücrelerinin gözenekli mikrokürelerde: 0.32 gün4. ',`' Anahtar Kelimeler. Polimerik PMMA sorbentler; Hücre uzaklaşîuılması, Poîimerik PEGDMA ve P(EGDMA/HEMA) sorbentler; Hücre yapışması ve yapışma kinetiği, Hücre üremesi ve üreme kinetiği. Abstract iv ABSTRACT In the first part of the this study, monosize (about 1.5 jim in dimater) polyacryiate based microbeads (i.e., the PMMA, P(MMA/HEMA) and PMMA/PVAL microbeads) having different surface hydrophilicities were produced and characterized by using FTIR and contact angles. These microbeads were incubated with the blood samples taken from the patients undergone open-heart surgery (before and after surgery), and adhesion/phagocytosis of leukocytes (monocytes and neutrophils) were investigated. Leukocytes in the blood samples taken from the patients before surgery adhered/phagocytosed only the hydrophobic PMMA microbeads. While the activated leukocytes (activated due to heart-lung machine used) adhered/phagocytosed also the more hydrophilic {P(MMA/HEMA) and PMMA/ PVAL microbeads). These findings were concluded as these hydrophilic microbeads may be used in specific separation of the activated leukocytes from the patiens blood undergone open heart surgery. In the second part of this study, nonporous or microporous P(EGDMA/HEMA) microbeads (50-250 /«m in diameter) were produced by a suspension polymerization. Surfaces of these microbeads were modified. At the first step, hydroxyl groups of HEMA were converted to aldehyde groups by periodate activation. Then, a spacer-arm (i.e., hexamethylenediamine, HMDA) was attached to the beads through these groups. At the last step, collagen and fibronectin were immobilized by using glutaraldehyde. In the periodate activation step, the optimum iodate concentration was found as 0.5 mmol per gram polymer. The aldehyde surface concentrations corresponding to this value were 0.42 and 0.28 mmol for microporous and nonporous P(EGDMA/HEMA) microbeads, respectively. The optimal HMDA concentration in the spacer-arm introduction step was found as 4 mg HMDA / ml, and the collagen and fibronectin immobilizations corresponding to this concentration were obtained as 4 and 7 mg/g polymer. The maximum collagen and fibronectin immobilizations were achieved by using 1.25 % (volume/volume) glutaraldehyde. The optimal conditions for collagen and fibronectin immobilization are as follows: immobilization time: 120 min; pH: 7.0; temperature: 25°C for collagen and 4°C for fibronectin; initial concentrations: 0.1 mg fibronectin/ml ve 0.25 mg collagen/ml.Abstract The P(EGDMA/HEMA) microbeads were utilized in cell adhesion and growth. The following two cell lines were used: 3T3 ve MDBK cells. In the cell adhesion/growth experiments which were performed in the tissue culture dishes, 3x10s cells (for adhesion) and lxlO5 cells (for growth) were incubated in thes dishes in a CO2 otoclave at 37°C. The optimal incubation periods for both cells were obtained as 120 min and 5 days, respectively. In the cell adhesion/growth experiments where P(EGDMA/HEMA) microbeads were used in the polystyrene nontissue culture dishes the optimal cell adhesion and growth incubation times were found as 120 min and 7 days, respectively. Adhesion of MDBK cells on polymeric microbeads were lower than those observed for 3T3 cells, while just opposite results were obtained in cell culture experiments. Both cells do not adhere to hydrophobic PEGDMA microbeads. There was cell adhesion to more hydrophilic P(EGDMA/HEMA) nonporous and porous beads, but they were not very significant. Periodate activation increased cell adhesion. While collagen and fibronectin immobilization (especially through the spacer-arms) caused pronouced increase in cell adhesion. Cell adhesion to these cells are as follows: (i) 3T3 cells on nonporous beads: 89.3 % and 91 % (about 2143 cell/mg polymer, and 2184 cell/mg polymer), respectively; (ii) 3T3 cells on microporous beads: 95.7 % and 97.7 % (about 2297 cell/mg polymer, and 2345 cell/mg polymer), respectively; (iii) MDBK cells on nonporous beads: 76 % and 84 % (about 1824 cell/mg polymer, and 2016 cell/mg polymer), respectively; (iv) MDBK cells on microporous beads: 81.4 % and 90 % (about 1954 cell/mg polymer, and 2160 cell/mg polymer), respectively. The maximum adhesion rate constants for 3T3 ve MDBK cells (on collagen+spacer- arm- or fibronectin+spacer-arm-attached microbeads, respectively) were obtained from the related kinetic expression is as follows: (i) 3T3 cells on nonporous beads 0.058 and 0.067 min-1, respectively; (ii) 3T3 cells on microporous beads 0.11 and 0.12 min-1, respectively; (iii) MDBK cells on nonporous beads 0.046 ve 0.063 min`1, respectively; (iv) MDBK cells on microporous beads 0.057 ve 0.098 min*1, respectively. In the cell growth experiments, only the collagen+spacer-arm- or fibronectin+spacer-arm- attached microbeads, both nonporous and porous were used. These cell culture studies were performed at the same conditions with the adhesion experiments, except incubation period was 7 days. The growths obtained are as follows: (i) 3T3 cells growth on nonporous beads; 6280 cell/mg polymer (16610 cell/cm2 polymer) and 6690 cell/mg polymer (17690 cell/cm2 polymer), respectively;Abstract vi (ii) 3T3 cells growth on microporous beads; 6770 cell/mg polymer (17900 cell/cm2 polymer) and 7220 cell/mg polymer (19090 cell/cm2 polymer), respectively; (iii) MDBK cells growth on nonporous beads; 8930 cell/mg polymer (23620 cell/cm2 polymer) and 10340 cell/mg polymer (27340 cell/cm2 polymer), respectively; (iv) MDBK ceils growth on nonporous beads; 10560 cell/mg polymer (27940 cell/cm2 polymer) and 11490 cell/mg polymer (30390 cell/cm2 polymer), respectively. The maximum growth rate constants for 3T3 ve MDBK cells (on coilagen+ spacer- arm- or fibronectin+spacer-arm-attached microbeads, respectively) were obtained from the related kinetic expression is as follows: (i) 3T3 cells on nonporous beads 0.26 and 0.27 day`1, respectively; (ii) 3T3 cells on microporous beads 0.27 and 0.28 day-1, respectively; (iii) MDBK cells on nonporous beads 0.32 and 0.34 day-1, respectively; (iv) MDBK cells on microporous beads 0.32 day1. Key words : Polymeric PMMA sorbents, Cell separation, Polymeric PEGDMA and P(EGDMA/HEMA) sorbents, Ceil adhesion and adhesion kinetic, Cell growth and growth kinetic. 158

ABSTRACT The aim of this study is to investigate interactions of bacteria with biomaterials, and to decrease the bacterial adhesion by modification of biomatenal surface with plasma polymerization. Six gram positive and four gram negative bacteria strains were isolated from clinical samples, and identified by several techniques. Hydrophobicities of these bacteria were defined by using contact angles and the percentage of bacteria passed to organic phase (i.e., /j-xylene). Zeta potentials and surface charges of the bacteria were determined as electrostatic properties. Several biodegradable or nondegradable mono or multifiament sutures (i.e., Vicryl, Dexon, Cromic catgut, PDS and PP), a polyvinylchloride (PVC) catheter and a silicone (Si) balloon catheter were evaluated as biomaterials. Surfaces of these biomaterials were modified by plasma polymerization in which dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) and acrylic acid (AAc) were used as the active monomers. Plasma modifications were performed for different plasma exposure times (5, 10 and 15 min) and discharge powers (5 and 10 watt). Contact angles of both original and plasma modified biomaterial were obtained by a captive bubble technique. The contact angles of gram positive bacteria were in the range of 48-69°, which means that they are moderately hydrophobic (except the CNS-2 strain which is relatively hydrophilic). While the contact angles of gram negative bacteria were in the range of 43.5-55°, which means that they are moderately hydrophilic. Hydrophobicities of both groups of bacteria defined with the percentage of bacteria passed to /»-xylene phase were obtained in parallel to those defined by contact angles. All bacteria accept CNS-2 and CPS-1 exhibited negative surface charge. Zeta potentials of the gram positive and gram negative bacteria were found in a wide range from +1 8.60 to -650 mV. Only two of the strains, i.e., CNS-2 and CPS-1, exhibited positive zeta potential values which were +18.6 and + 17.5, respectively. For bacterial adhesion studies the optimal concentration of bacteria was obtained as lxl09(cfu/cm2). Bacterial adhesion was found as a function of incubation time. The strains adhesion of some bacteria decreased with respect to time, while for some others increased.Abstract Bacterial adhesion which obtained in dynamic incubation media was higher than those observed in static experimental set up. The maximum bacterial adhesion was observed for Vicryl sutures. In the plasma modification of these sutures, in which DMAEMA and AAc plasma were used, the optimal (corresponding the minimum bacterial adhesion) plasma exposure time and discharge power were obtained at 5 min and 10 watt, respectively. Very similar adhesion behaviours were observed for all biomaterials tested in this study (i.e., Vicryl sutures, PVC catheters and Silicone balloon catheter). The highest gram positive bacterial adhesions were observed for Silicone balloon catheter, while much lower values were found for Vicryl sutures. Among the gram positive bacteria used in this study the highest adhesions were observed for the CNS-1 and S.yug-1 strains. In most of the cases (but not all) there were correlations between the extend of adhesion and surface properties of both the bacteria and the biomaterial. Hydrophobic gram positive bacteria have adhered more to the hydrophobic biomaterial surfaces. While, just opposite, more hydrophilic gram negative bacteria have been found to adhere to more hydrophilic biomaterial surfaces. The main result in respect to the main aim of this study it was shown that in most of the cases, especially for the CNS-1, CNS-2, CPS-1, E.coli-1, E.coli-2 and P.aeru-1 strains plasma modification significantly improved the antibacterial character (means less bacterial adhesion) of all biomaterials tested. The AAc plasma was more succesful than the DMAEMA plasma in this respect. Abstract ABSTRACT The aim of this study is to investigate interactions of bacteria with biomaterials, and to decrease the bacterial adhesion by modification of biomatenal surface with plasma polymerization. Six gram positive and four gram negative bacteria strains were isolated from clinical samples, and identified by several techniques. Hydrophobicities of these bacteria were defined by using contact angles and the percentage of bacteria passed to organic phase (i.e., /j-xylene). Zeta potentials and surface charges of the bacteria were determined as electrostatic properties. Several biodegradable or nondegradable mono or multifiament sutures (i.e., Vicryl, Dexon, Cromic catgut, PDS and PP), a polyvinylchloride (PVC) catheter and a silicone (Si) balloon catheter were evaluated as biomaterials. Surfaces of these biomaterials were modified by plasma polymerization in which dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) and acrylic acid (AAc) were used as the active monomers. Plasma modifications were performed for different plasma exposure times (5, 10 and 15 min) and discharge powers (5 and 10 watt). Contact angles of both original and plasma modified biomaterial were obtained by a captive bubble technique. The contact angles of gram positive bacteria were in the range of 48-69°, which means that they are moderately hydrophobic (except the CNS-2 strain which is relatively hydrophilic). While the contact angles of gram negative bacteria were in the range of 43.5-55°, which means that they are moderately hydrophilic. Hydrophobicities of both groups of bacteria defined with the percentage of bacteria passed to /»-xylene phase were obtained in parallel to those defined by contact angles. All bacteria accept CNS-2 and CPS-1 exhibited negative surface charge. Zeta potentials of the gram positive and gram negative bacteria were found in a wide range from +1 8.60 to -650 mV. Only two of the strains, i.e., CNS-2 and CPS-1, exhibited positive zeta potential values which were +18.6 and + 17.5, respectively. For bacterial adhesion studies the optimal concentration of bacteria was obtained as lxl09(cfu/cm2). Bacterial adhesion was found as a function of incubation time. The strains adhesion of some bacteria decreased with respect to time, while for some others increased.Abstract Bacterial adhesion which obtained in dynamic incubation media was higher than those observed in static experimental set up. The maximum bacterial adhesion was observed for Vicryl sutures. In the plasma modification of these sutures, in which DMAEMA and AAc plasma were used, the optimal (corresponding the minimum bacterial adhesion) plasma exposure time and discharge power were obtained at 5 min and 10 watt, respectively. Very similar adhesion behaviours were observed for all biomaterials tested in this study (i.e., Vicryl sutures, PVC catheters and Silicone balloon catheter). The highest gram positive bacterial adhesions were observed for Silicone balloon catheter, while much lower values were found for Vicryl sutures. Among the gram positive bacteria used in this study the highest adhesions were observed for the CNS-1 and S.yug-1 strains. In most of the cases (but not all) there were correlations between the extend of adhesion and surface properties of both the bacteria and the biomaterial. Hydrophobic gram positive bacteria have adhered more to the hydrophobic biomaterial surfaces. While, just opposite, more hydrophilic gram negative bacteria have been found to adhere to more hydrophilic biomaterial surfaces. The main result in respect to the main aim of this study it was shown that in most of the cases, especially for the CNS-1, CNS-2, CPS-1, E.coli-1, E.coli-2 and P.aeru-1 strains plasma modification significantly improved the antibacterial character (means less bacterial adhesion) of all biomaterials tested. The AAc plasma was more succesful than the DMAEMA plasma in this respect. 125