Enstitüler / Institutes
Permanent URI for this communityhttps://hdl.handle.net/11727/1390
Browse
19 results
Search Results
Item Timpanoplasti ameliyatında kullanılmak üzere doku iskelesinde fibroblast kültürü temelli biyogreft tasarlanması(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2024) Çapanoğlu, Fatih; Denkbaş, Emir BakiTimpanoplasti ameliyatı başta orta kulak iltihabı olmak üzere değişik nedenlerle kulak zarındaki perforasyonun tamir edildiği bir ameliyattır. Burada onarım için genellikle temporal kas fasyası, tragal kartilaj, perikondriyum, yağ gibi otogreft malzemeleri sıklıkla kullanılmakta ve ameliyatların bir kısmında greft başarısızlığı ile karşılaşılmaktadır. Ameliyatta yaşanan zorluklar, greft uygulama başarısızlığı, ameliyat sonrası komplikasyonlar timpanoplastinin olumsuzluklarıdır. Sağlık biyoteknolojisi ve yapay organ tasarımında yaşanan ilerlemeler timpanoplastide biyogreft kullanımınını yaygınlaştırmıştır. Sunulan çalışmada; timpanoplastide kullanılmak üzere biyolojik olarak bozunabilen ve biyouyumlu malzemelerin kullanıldığı doku iskeleleri hazırlanması, bu doku iskelesinin hücre gelişimini destekleyecek büyüme faktörleriyle donatılması ardından fibroblast hücreleriyle entegre edilerek uygun mekanik dayanıklılık ve kararlılıkta timpanoplasti ameliyatlarında kullanılabilecek biyogreftlerin tasarlanması planlanmıştır. Bu amaçla ipek fibroin esaslı doku iskeleleri, sadece polikaprolakton polimeri kaynaklı doku iskelesi ve polikaprolakton üzerine ipek fibroin ile kaplanarak doku iskeleleri hazırlanmıştır. Hazırlanan doku iskelelerine epidermal büyüme faktörü (EGF) emdirilmek suretiyle entegre edilen fibroblastların canlılığının desteklenmesi amaçlanmıştır. Elde edilen doku iskeleleri ortalama fiber çapı, biyoaktif molekül salınımı ve entegre edilen hücrelerin canlılığı parametreleri karşılaştırılmıştır. İpek fibroin, literatürde uygulnan yöntemler ışığında ipek böceği kozasından elde edildikten sonra trifloroasetik asit ile, polikaprolakton biyopolimeri ise kloroform ve dimetil formamid karışımı içerisinde çözülerek elektroeğirme için hazırlanmıştır. Sonraki çalışmalarda biyopolimerler elektroeğirme sistemi kullanılarak mikro-nanofiber formunda doku iskeleleri oluşturulmuştur. Yapılan çalışmalarda enjektörün ucundaki iğne ile toplayıcı arasındaki mesafe (10-20 cm arası) ve uygulanan yüksek voltaj değeri (10-30 kV) değiştirilerek parametre değerlendirmesi yapmak üzere uygulamalar gerçekleştirilmiştir. Burada ipek fibroin esaslı doku iskeleleri, polikaprolakton üzerine ipek fibroin ile kaplama ve sadece polikaprolakton polimeri kullanılarak doku iskeleleri hazırlanmıştır.Hazırlanan doku iskelelerinin morfolojik değerlendirmeleri taramalı elektron mikroskobu, SEM ile yapılmıştır. Gerekli optimizasyon çalışmalarının ardından membran-hücre entegrasyonunu arttırmak üzere doku iskelelerine farklı miktarlarda (10-20-40 μg EGF/mg doku iskelesi) epidermal büyüme faktörü (EGF) emdirilmiştir. Elde edilen yapılardan in vitro olarak PBS çözeltisi içerisinde farklı ortam sıcaklıklarında (+4ºC, 25ºC ve 37ºC’ta) in vitro salım deneyleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmaların son bölümünde ise hazırlanan EGF yüklü doku iskelelerinden EGF salımı zamana bağlı olarak değerlendirilmiştir. Burada da ortam sıcaklığı ile EGF yükleme oranı temel parametreler olarak değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre ortalama çapları parametrelere bağlı olarak 100-500 nm aralığında değişen nanofiberlerlerden oluşan ipek fibroin ve polikaprolakton doku iskeleleri hazırlanmıştır. Hazırlanan doku iskelelerine emdirilen EGF’lerin önemli bir bölümü ilk altı saat içerisinde ortama salınmıştır. Salım hızının sıcaklık ve EGF derişiminin artmasıyla arttığı belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar literatürdeki sonuçlarla uyumlu bulunmuştur. Son olarak gerçekleştirilen L929 fibroblast hücrelerinin ekimi sonrasında yapılan MTT Assay testiyle, hazırlanan doku iskelelerinin biyolojik uyumlu olduğu sonucuna varılmıştır. Tympanoplasty surgery is an operation in which the perforation of the eardrum is repaired for various reasons, especially inflammation of the middle ear. Autograft materials such as temporal muscle fascia, tragal cartilage, perichondrium, fat are often used for repair here and graft failure is encountered in some surgeries. Difficulties experienced during surgery, graft application failure, postoperative complications are the disadvantages of tympanoplasty. Advances in health biotechnology and artificial organ design have made the use of biograft in tympanoplasty widespread. In the presented study, it is planned to prepare tissue scaffolds using biodegradable and biocompatible materials for use in tympanoplasty and to design biografts with appropriate mechanical durability and stability by integrating them with fibroblast cells. In For this purpose, silk fibroin-based tissue scaffolds, tissue scaffolds based only on polycaprolactone polymer, and tissue scaffolds were prepared by coating silk fibroin on polycaprolactone. It is aimed to support the viability of integrated fibroblasts by impregnating the prepared tissue scaffolds with epidermal growth factor (EGF). The obtained tissue scaffolds were compared with their average fiber diameter, bioactive molecule release and viability parameters of the integrated cells. Silk fibroin was obtained from silkworm cocoon in the light of the methods applied in the literature. And than Silk fibroin was prepared for electrospinning by dissolving it in trifluoroacetic acid and polycaprolactone biopolymer in a mixture of chloroform and dimethyl formamide. Subsequent studies, tissue scaffolds in the form of micro-nanofibers were created using the biopolymers electrospinnig system. In the studies, the distance between the needle at the end of the injector and the collector (between 10-20 cm) and the applied high voltage value (10-30 kV) were changed and applications were made to evaluate the parameters. Here, tissue scaffolds based on silk fibroin, coated with polycaprolactone fibers and tissue scaffolds were prepared using only polycaprolactone polymer. Morphological evaluations of the obtained tissue scaffolds were performed using scanning electron microscopy, SEM. After the necessary optimization studies, epidermal growth factor (EGF) was impregnated in different amounts (10-20-40 mg EGF/mg tissue scaffold) on tissue scaffolds to increase membrane-cell integration. From the obtained structures, in vitro release experiments were performed in different ambient temperatures (at +4ºC, 25ºC and 37ºC) release of PBS solution. In the last part of the studies, EGF release from the prepared EGF-loaded tissue scaffolds was evaluated depending on time. Here, the ambient temperature and the EGF loading rate are evaluated as the basic parameters. According to the results obtained, silk fibroin and polycaprolactone tissue scaffolds consisting of nanofibers with average diameters between 100-500 nm depending on the parameters have been prepared. A significant part of the EGFs impregnated into the prepared tissue scaffolds were released into the environment within the first six hours. It was determined that the release rate increased with increasing temperature and EGF concentration. The results obtained were found to be compatible with the results in the literature. Finally, with the MTT Assay test performed after the cultivation of L929 fibroblast cells, it was concluded that the prepared tissue scaffolds were biologically compatible.Item Türkiye’deki termik santrallerin açık kömür sahalarına güneş takipli veya sabit fotovoltaik güneş enerjisi santralleri entegrasyonunun teknoekonomik ve çevresel analizi(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2024) Aldemir, Ruhat; Çolak, LeventBu çalışma ile ülkemizde seçilen üç farklı coğrafi bölge için: kömüre dayalı termik santrallerin açık kömür sahalarına güneş takipli veya sabit eğimli fotovoltaik güneş enerji santrali entegrasyonu ile Türkiye’nin karbonsuzlaşması yolunda fosil yakıttan çıkış, çeşitli parametreler ışığında analiz edilmiştir. Afşin Elbistan B, 18 Mart Çan ve Çayırhan termik santralleri değerlendirilmeye alınmış olup, santrallerin mevcut durumlarında kullandıkları yakıt olan linyit ile ürettiği elektriğin üretimden kaynaklanan karbondioksit emisyonları ve kalorifik değeri bakımından daha verimli olan ithal kömür kullanılması varsayılarak üretimden kaynaklanacak karbondioksit emisyonları hesaplanmıştır. Termik santrallerin açık kömür sahalarına, arazi büyüklüğü dikkate alınarak, kurulabilecek fotovoltaik güneş enerji santrallerinin tasarımı PVSYST Yazılımı aracılığı ile yapılmıştır. Tasarlanan fotovoltaik ve mevcut termik santrallerin birim enerji üretim maliyeti ve geri ödeme sürelerini hesaplamak üzere bir Excel simülasyonu geliştirilmiştir. Yapılan çalışmalar 2 ayrı senaryoda analiz edilmiş olup; Senaryo 1’de Sınırda Karbon Düzenleme Mekanizması ve Emisyon Ticaret Sistemi etkisi dahil edilmeden santrallerin üretim birim maliyetleri ve geri ödeme süreleri hesaplanmıştır. Senaryo 2’de Sınırda Karbon Düzenleme Mekanizması ve Emisyon Ticaret Sistemi’nin devreye girdiği varsayılarak, santrallerin enerji üretim birim maliyeti ve geri ödeme süreleri hesaplanmıştır. Afşin B ve Çan Termik Santrallerinin 1123,8 hektar açılmış kömür sahalarına, 1214 MWp kurulu güçte güneş takipli ve sabit eğimli fotovoltaik santral kurulumu tasarlanmıştır. Afşin B ve Çan sahasında tasarlanan takipli fotovoltaik santrallerde; termik santrallerin kapasite faktörlerine göre 2022 yılında şebekeye verdiklerinden fazla elektrik üretilebildiği, sabit eğimli fotovoltaik santrallerde; Afşin B sahasında, santralin 2022 yılında şebekeye verdiği elektriğin %82’sinin, Çan sahasında %94’ünün üretilebileceği görülmüştür. Çayırhan Termik Santrali’nin 239,2 hektar açılmış kömür sahasına kurulabilecek 258,3 MWp güçteki takipli fotovoltaik santral ile, termik santralin 2022 yılındaki üretiminin %22’sinin, sabit eğimli fotovoltaik santral ile %18’inin karşılanabileceği görülmüştür. In this study, the integration of solar tracked or fixed-tilt photovoltaic solar power plants into open coal fields of thermal power plants has been analyzed in the light of various parameters for three different geographical regions selected in our country. At the same time, Turkey's exit from fossil fuels on its way to decarbonization has been analyzed by this study. Afşin Elbistan B,18 Mart Çan and Çayırhan thermal power plants which produce lignite based electricity have been evaluated. The carbon dioxide emissions resulting from the production of electricity by the lignite based power plants in currently use, and when the carbon dioxide emissions that will arise from production if imported coal (that is more efficient in terms of calorific value) is used have been calculated. By taking into account the open coal field’s land size, the design of solar power plants has been made through PVSYST Software. To calculate the unit energy production cost and payback periods of plants, an Excel based simulation has been developed. The studies have been analyzed under 2 different scenarios. In Scenario 1, the unit energy production costs and payback periods of the plants have been calculated while the effect of the Carbon Border Adjustment Mechanism and Emissions Trading System have not been included. In Scenario 2, it has been assumed that Carbon Border Adjustment Mechanism and Emissions Trading System have been entered into effect and energy production unit costs and payback periods have been calculated with this effect. Solar tracked and fixed-tilt photovoltaic plants with an installed power of 1214 MWp have been designed to be install in 1123.8 hectares of open coal fields of Afşin B and Çan thermal power plants. By the tracked photovoltaic power plants that designed in Afşin B and Çan areas; more electricity have been produced than they gave into the grid in 2022 according to their capacity factor by current thermal power plants. By fixed-tilt photovoltaic plants; it has been observed that 82% of the electricity that the current plant gave into the grid in 2022 can be produced in the Afşin B field, and 94% in the Çan field. It has been observed that with a 258.3 MWp tracked photovoltaic plant that can be installed in 239.2 hectares of open coal field of Çayırhan Plant, 22% of the thermal power plant's production in 2022 can be met. With a fixed-tilt photovoltaic plant in Çayırhan open coal field, 18% of the thermal power plant's production in 2022 has been met.Item Yarık bağlaşımlı taban malzemeye bütünleşik dalga kılavuzu filtreli meta malzeme filtre-anten(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2024) Tokar, Hüseyin; Yıldız, Hayrullah; Yapıcı, Alparslan ÇağrıGünümüzde geçiş kayıplarını önlemek ve hacimden tasarruf sağlamak amacıyla birden çok Radyo Frekans bileşeninin, tek bir cihaz üzerinde birleştirilmesi popüler bir konu haline gelmiştir. Filtre-antenler bu çalışmaların sonucu karşımıza çıkan, filtre ve anten yapılarının tek bir cihaz üzerinde birleştirilmiş halidir. Bu tez çalışmasında art arda ekleme yöntemi kullanılarak 5 GHz merkez frekansına ve 636 MHz bant genişliğine sahip filtre-anten tasarımı yapılmıştır. Filtre tarafında ikinci dereceden Taban Malzemeye Bütünleşik Dalga Kılavuzu (TMBDK) filtre tercih edilmiş ve rezonatörler üzerinden geçecek şekilde yarıklar açılarak filtreleme özellikleri iyileştirilmiştir. Anten tarafında ise Mantar-Benzeri Meta malzeme yapısı kullanılarak geniş bantlı, yüksek kazançlı ve doğrusal polarizasyona sahip yönlü anten tasarımı yapılmıştır. Ardından bu iki yapı birleştirilerek filtre-anten tasarımı tamamlanmıştır. The integration of multiple RF structures on a single module has gained significant attention as a means to minimize transmission losses and conserve space. Filtennas have emerged as an optimum solution combining filter and antenna structures within a unified module. In this thesis, a filtenna design was developed utilizing the cascading method with a center frequency of 5 GHz and a bandwidth of 636 MHz. On the filter side, a second-order Substrate Integrated Waveguide (SIW) filter design was made. The design was further improved by incorporating slots that passed over the resonators. On the antenna side, a directional antenna design was implemented with broadband characteristics, high gain and linear polarization which was achieved using the Mushroom-Like Metamaterial structures. Finally, these two components were integrated to complete the filtenna design.Item Knock out of GSH2 gene and production of γ-GC in nicotiana benthamiana leaves with Cas9 Vector/Cell penetrating peptide complex(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2024) Yaprak, Oğuzhan; Kayıhan, CeyhunGama glutamat sistein (γ-GC), terapötik ve besin takviyesi potansiyeli olan bir bileşiktir, ancak mevcut üretim yöntemleri maliyetli ve verimsizdir. Bu tez, Nicotiana benthamiana bitki yapraklarında gen düzenleme teknikleri ile bu bileşiği daha verimli bir şekilde üretmeyi amaçlamaktadır. Bu yenilikçi yöntemin bitki ve sağlık biyoteknolojisi alanında önemli bir parametre olacağına inanılmaktadır. N. benthamiana bitkilerinde γ-GC üretimini artırmak için yeni bir teknik kullanılmıştır. İlk adımda, özel olarak tasarlanmış bir CRISPR/Cas9 vektörü (pKI1.1R) ve KLA-10 hücreye nüfuz eden peptitler (CPP) kullanılmıştır. Tasarlanan gRNA, CPP-pDNA kompleksi oluşturmak için KLA-10 peptidi ile birleştirildi ve CPP-pDNA kompleksi farklı N/P oranlarında N. benthamiana yapraklarına infiltre edildi. Bu aşamada Agrobacterium tabanlı transformasyon yöntemi de kullanılmış ve seçilen yöntemin etkinliği kontrol edilmiştir. Araştırmamızda, N/P:1'in üzerindeki oranların bitki yapraklarında nekroza neden olduğu tespit edilmiştir. Hem Agrobacterium tabanlı bitki transformasyon yönteminde hem de geliştirilen yöntemde glutatyon sentetaz 2 (GSH2) geninde istenen mutasyon tespit edilmiştir. Ancak moleküler analizler tüm sonuçların karışık profilde olduğunu göstermiş ve GSH miktarında önemli bir azalma gözlenmiştir.Gamma glutamate cysteine (γ-GC) is a compound with the potential for therapeutic and nutritional supplements, but current production methods are costly and inefficient. This thesis aims to produce this compound more efficiently by gene editing techniques in Nicotiana benthamiana plant leaves, This innovative method is believed to be an important parameter in the field of plant and health biotechnology. A novel technique was used to increase γ-GC production on N. benthamiana plants. In the first step, a specially designed CRISPR/Cas9 vector (pKI1.1R) and KLA-10 cell penetrating peptides (CPP) were used. The designed gRNA was combined with KLA-10 peptide to form a CPP-pDNA complex and the CPP-pDNA complex was infiltrated into N. benthamiana leaves at different N/P ratios. At this stage, the Agrobacterium-based transformation method was also used, and the efficiency of the selected method was checked. In our research, it was found that ratios above N/P:1 caused a necrosis in plant leaves. In both the Agrobacterium-based plant transformation method and the method developed, the desired mutation in the glutathione synthetase 2 (GSH2) gene was detected. However, molecular analyses showed that all results were mixed profile and a significant decrease in GSH amount was observed.Item Development of low-cost, fast and local chlamydia trachomatis real-time PCR diagnostic kits(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2024) Ergül, Selim Emre; Balcı, OğuzChlamydia trachomatis is a STI (Sexually Transmitted Infection) that infects more than 100 million people every year and is most common in the young population. This infection causes many diseases, so a diagnostic kit that is easily accessible, fast, economical and provides accurate results is serviceable. Along with the PCR method, the most commonly used methods are ELISA and culture methods. The risk of contamination of culture and the inability to reach results quickly, and the low accuracy of results in ELISA tests, have been the reasons for choosing the PCR method. In the study where primer and probe designs were made, an end-point PCR device was used in order to reach the results quickly. Experiments were performed with 22 negative and 29 positive samples. Validation studies were carried out according to the results obtained from the experiments. The validation test results obtained as a result of these studies are as follows; the cut-off score was calculated as (31,055), the limit of detection was found to be 242 copies/ml, the kit tested against cross-contamination with 18 reference infections for analytical specificity gave 18 negative results, trend line values of linear range were found as y = 0,2933x – 66,143 and R² = (0,993), coefficient of variation value was calculated as 2,27%, trend line result values based on reference system and prototype system bacterial load result comparison were found as y=0,9305x+106,54 and R2=0,8973, diagnostic specificity and diagnostic sensitivity values were found to be 95.5% and 96.6%. When the results are analyzed, it is seen that the study is quite successful in the subjects it focuses on. Diagnostic specificity and sensitivity rates are above the gold standard of 95%. Following these promising results, a study with a larger sample group and other commercial kits can be designed to take the study to the next level. After these repeated studies, comparisons can be made with other commercial kits, advantageous and disadvantageous points can be seen, and improvements can be made accordingly.Chlamydia trachomatis her yıl 100 milyondan fazla kişiyi enfekte eden CYBE'dir (Cinsel Yolla Bulaşan Enfeksiyon) ve genç nüfusta çokca görülmektedir. Bu enfeksiyon birçok hastalığa sebebiyet vermektedir bu yüzden kolay ulaşılabilen, hızlı, ekonomik ve doğru sonuç veren tanı kiti önem teşkil etmektedir. PCR yöteminiyle beraber en çok kullanılan yötemler ELISA ve kültür yöntemidir. Kültürünün kontaminasyon riski ve sonuca hızlı ulaşılamaması, ELISA testlerinde ise sonucun düşük doğruluk oranına sahip olması, PCR yöntemi için tercih sebebi olmuştur. Primer ve prob tasarımları yapılan çalışmada sonuca hızlı ulaşabilmek amacıyla end-point özellikli PCR cihazı kullanılmıştır. Deneyler 22 negatif ve 29 pozitif örnekle yapıldı. Deneylerden elde edilen sonuçlara göre validasyon çalışmaları yapıldı. Bu çalışmalar sonucunda elde edilen validasyon testi sonuçları aşağıdaki gibidir: kesme puanı: 31,055 olarak belirlendi, algılama limiti 242 kopya/ml olarak bulundu, analitik özgüllük açısından 18 referans enfeksiyonla çapraz- kontaminasyona karşı test edilen kit 18 negatif sonuç vermiştir, doğrusal aralığın eğilim çizgisi değerleri y = 0,2933x - 66,143 ve R² = 0,993 olarak bulundu, değişim katsayısı ise %2,27 olarak bulundu, referans sistem ve prototip sistem bakteriyel yük sonuç karşılaştırmasına dayalı eğilim çizgisi sonucu y=0,9305x+106,54 ve R2=0,8973 olarak bulunmuştur, tanısal özgüllük ve tanısal duyarlılık değerleri %95,5 ve %96,6 olarak bulundu. Çıkan sonuçlar analiz edildiğinde çalışmanın odaklandığı konularda oldukça başarılı olduğu görülmektedir. Tanısal özgüllük ve duyarlılık oranı altın standart olan %95'in üstündedir. Bu umut verici sonuçlar sonrasında çalışmanın bir ileri seviyeye taşınması için daha geniş çaplı örneklem grubu ile diğer ticari kitlerin olduğu bir çalışma dizayn edilebilir. Tekrarlı yapılan bu çalışmalar sonrasında diğer ticari kitlerle karşılaştırma yapılıp avantajlı ve dezavantajlı noktalar görülüp bu doğrultularda iyileştirmeler de yapılabilir.Item Artık blok destekli U-Net mimarisi kullanarak görüntü steganografisi ve gizli veri boyutunun analizi(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2024) Şener, Dilara; Güney, SeldaGünümüz iletişim sistemlerinde veri güvenliği, hayati bir öneme sahiptir. Temel amaç, hassas bilgilerin yetkisiz kişilerin eline geçmeden veya anlaşılamayacak şekilde güvenli bir biçimde hedefe iletilmesidir. Dijital teknolojideki gelişmeler ve cihazların yaygınlaşması veri güvenliği konusunda yeni zorlukları da beraberinde getirmektedir. Özellikle bankacılık, sağlık sektörü ve özel yaşam gibi alanlarda veri güvenliği daha da önem kazanmıştır. Bu bağlamda, steganografi gibi veri gizleme yöntemleri, kötü niyetli erişimlerden korunma amacıyla öne çıkmaktadır. Steganografi, önemli bilgileri fark edilmeden dijital medyaların içine gizleyerek, bu bilgilerin sadece gönderici ve alıcı tarafından bilinmesini sağlayan bir yöntem olması nedeniyle bilgi güvenliği alanında sıkça kullanılan yöntemlerden biridir. Bu tez çalışmasında, temel amaç, artık blok destekli U-Net mimarisi kullanılarak 256x256 boyutlarındaki renkli mesaj görüntülerinin aynı boyutlardaki kapak görüntülerine etkili bir şekilde gizlenmesini sağlamaktır. Literatürdeki çalışmalarda genellikle görüntü segmentasyonu amacıyla kullanılan klasik U-Net mimarisi, bu çalışmada veri gizleme ve çıkarma amacıyla düzenlenerek kullanılmıştır. Modelin test edilmesi aşamasında, iki farklı analiz yapılmıştır. İlk analiz kapsamında, literatürdeki mevcut çalışmalardan farklı olarak, Linnaeus 5 veri seti kullanılarak 32x32, 64x64, 128x128, ve 256x256 olmak üzere farklı boyutlardaki renkli mesaj görüntülerinin kapak görüntüsü üzerindeki etkisini incelemiştir. İkinci analiz kapsamında, farklı karakteristik özelliklere sahip görüntüler üzerinde genelleştirme yeteneğini ölçmek amacıyla model, Linnaeus 5 veri setine ek olarak ImageNet ve Labeled Faces in the Wild (LFW) veri setleri ile de test edilmiş ve ölçüm metrikleri elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar literatürde yer alan diğer çalışmalarla kıyaslanmıştır. Gerçekleştirilen kapsamlı literatür taramasından elde edilen mevcut bilgiler çerçevesinde, çalışmanın literatürdeki mevcut derin öğrenme algoritmalarına kıyasla Tepe Sinyal-Gürültü Oranı (Peak Signal to Noise Ratio, PSNR) ve Yapısal Benzerlik İndeksi Ölçümü (Structural Similarity Index, SSIM) açısından umut verici sonuçlar verdiği değerlendirilmektedir. Elde edilen analiz sonuçları hem yüksek veri gizleme kapasitesi hem de yüksek algılanamazlık düzeyinin elde edildiğini göstermektedir. Tez çalışması kapsamında ayrıca kapak görüntüleri karmaşıklık düzeylerine göre kategorize edilerek iki ayrı kategorideki bu resimlere aynı gizli görüntülerin gizlenmesiyle elde edilen ölçüm sonuçları değerlendirilmiştir. Böylece, karmaşıklık düzeyine göre optimum kapak resmi seçilmesi konusunda istatistiksel bir değerlendirme yapılmıştır.In modern communication systems, data security is of paramount importance. The primary goal is to ensure that sensitive information is transmitted to the intended recipient securely and unintelligibly to unauthorized individuals. Advancements in digital technology and the proliferation of devices have introduced new challenges in data security. In fields such as banking, healthcare, and personal privacy, the importance of data security has become increasingly critical. In this context, methods of data concealment like steganography have gained prominence for their ability to protect against malicious access. Steganography, by discreetly embedding crucial information within digital media, ensures that the data is only known to the sender and the receiver, making it a frequently employed method in the field of information security. This thesis is primarily focused on employing the U-Net architecture, which is supported by residual blocks, for the efficient concealment of colored message images of 256x256 dimensions within cover images of identical size. The classical U-Net architecture, traditionally used for image segmentation in the literature, has been adapted in this study for data hiding and extraction. During the testing phase of the model, two distinct analyses were conducted. Differing from existing studies, the first analysis investigated the impact of colored message images of various sizes (32x32, 64x64, 128x128, and 256x256) on the cover image using the Linnaeus 5 dataset. The second analysis aimed to measure the generalization capability of the model on images with different characteristics, employing additional datasets such as ImageNet and Labeled Faces in the Wild (LFW), and the results were compared with other studies in the literature. Comprehensive analyses have shown promising results in terms of Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) and Structural Similarity Index Measure (SSIM) compared to current deep learning algorithms in the literature, to the best of our knowledge. The results demonstrate both a high capacity for data concealment and a high level of imperceptibility. Additionally, as part of the thesis work, cover images categorized based on their complexity levels and evaluates the measurement results obtained by embedding the same secret images into these two different categories. This provides a statistical assessment for selecting the optimum cover image based on complexity level.Item Collagen/Keratin/Alginate-Based hydrogel delivering Micro-RNA to modulate the angiogenic properties on human umbilical vein endothelial cells (HUVECs)(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2024) Pazarçeviren, Yasemin; Erdemli, Özge; Kandemir, BaşakIn the last years, the integration of genome editors and regulatory ribonucleic acids (RNAs) with biomaterials has gained attention, especially in the field of therapeutics and personalized medicine. This thesis study aimed to develop a functional, biocompatible, and micro-RNA carrying hydrogel based on collagen, keratin, and alginate for the modulation of angiogenesis. For this purpose, firstly keratin and collagen were isolated from waste human hair and bovine Achilles tendon, respectively. For both isolated proteins, all the characteristic peaks of keratin and collagen were observed by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Two major bands were observed in human hair keratin samples at approximately 45 kDa and 63 kDa, while collagen samples gave four bands at around 300 kDa, 245 kDa, 135 kDa, and 100 kDa on SDS-PAGE. Col/Ker/Alg hydrogels with different ratios were prepared and their chemical, microstructural properties, percent porosity, in vitro hydrolytic degradation behavior, water uptake properties, in vitro protein release behaviors, and biocompatibility were characterized to optimize the hydrogels for the preparation of PEI:miR-21 plasmid complex loaded hydrogels for subsequent investigations. The hydrogel group consisting of 1% w/v of each component showed the highest swelling rate and porosity percentage (80.89%), the lowest degradation rate (only 15.19% at the end of 21 days), and better biocompatibility. The miR-21 expression vector was loaded onto this hydrogel group to be used as a gene-activated matrix (GAM) to observe the effects on HUVECs. To observe the effects of the complex and hydrogels on HUVECs, fluorescent microscopy, confocal laser scanning microscopy (CSLM), and RT-qPCR for gene expression analysis were conducted. miR-21, pro-angiogenic factor VEGFA, direct targets of miR-21 and PTEN, SPRY1, and SPRY2 were examined. In vitro studies revealed that hydrogels and over-expression of miR-21 were not toxic on cells and provided a successful transient transfection of HUVECs by observing green fluorescent protein (GFP) reporter. The migration of HUVECs into the hydrogel and the transfection was observed by CSLM and the GFP fluorescence signal increased from day 1 to day 4. Gene expression results for miR-21 were higher in the transfected groups (TCP control and PEI: plasmid loaded hydrogels) as expected. PTEN, SPRY1, and SPRY2 gene expression decreased in transfected groups since they are the direct targets of miR-21, yet VEGFA gene expression increased in those groups compared to the negative controls. In addition, regular tubular sprouting as seen in angiogenesis was not observed in any experimental groups. Son yıllarda genom düzenleyicilerin ve düzenleyici ribonükleik asitlerin (RNA'ların) biyomateryallerle entegrasyonu, özellikle terapötik ve kişiselleştirilmiş tıp alanında ilgi görmüştür. Bu tez çalışmasının amacı, anjiyogenezin modülasyonu için kolajen, keratin ve aljinat bazlı, fonksiyonel, biyouyumlu ve mikro-RNA taşıyan bir hidrojel geliştirmektir. Bu amaçla öncelikle atık insan saçı örneklerinden keratin ve sığır Aşil tendonundan kolajen izole edildi. Her iki izole edilmiş protein için, keratin ve kolajenin tüm karakteristik zirveleri Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) ile gözlemlendi. İnsan saçı keratin numunelerinde yaklaşık 45 kDa ve 63 kDa'da iki ana bant gözlenirken, kolajen numuneleri SDS-PAGE'de yaklaşık 300 kDa, 245 kDa, 135 kDa ve 100 kDa'da dört bant verdi. Farklı oranlarda Col/Ker/Alg hidrojelleri hazırlanmış ve bunların kimyasal, mikroyapısal özellikleri, gözeneklilik yüzdesi, in vitro hidrolitik bozunma davranışı, şişme özellikleri, in vitro protein salım davranışları ve biyouyumluluğu, hidrojellerin PEI:plasmid yüklenmesine hazırlanması için optimize edilmesi amacıyla sonraki araştırmalar için karakterize edilmiştir. Her bileşenden ağ/hac olarak %1'inden oluşan hidrojel grubu en yüksek şişme oranı ve gözeneklilik yüzdesini (%80,89), en düşük bozunma oranını (21 gün sonunda sadece %15,19) ve daha iyi biyouyumluluğu gösterdi. miR-21 ekspresyon vektörü, HUVEC'ler üzerindeki etkileri gözlemlenmek amacıyla genle aktifleştirilen bir matris (GAM) olarak kullanılmak üzere bu hidrojel grubuna yüklendi. Kompleksin ve hidrojellerin HUVEC'ler üzerindeki etkilerini gözlemlemek için floresan mikroskobu, konfokal lazer tarama mikroskobu, gen ekspresyonu analizi için RT-qPCR gerçekleştirildi. miR-21, pro-anjiyogenik faktör VEGFA, miR-2’in doğrudan hedefleri, PTEN, SPRY1 ve SPRY2 [30] ifadeleri incelenmiştir. In vitro çalışmalar, hidrojellerin ve miR-21'in aşırı ekspresyonunun hücreler üzerinde toksik olmadığını ve yeşil floresan protein (GFP) raportörünü gözlemleyerek HUVEC'lerin başarılı bir geçici transfeksiyonunu sağladığını ortaya çıkardı. HUVEC'lerin hidrojele göçü ve transfeksiyonu CSLM ile gözlemlendi ve GFP floresans sinyali 1. günden 4. güne arttı. miR-21 için gen ifadesi sonuçları transfekte edilmiş gruplarda (TCP kontrolü ve PEI:plazmid yüklü hidrojeller) daha yüksekti. PTEN, SPRY1 ve SPRY2 gen ekspresyonu transfekte edilmiş gruplarda miR-21'in doğrudan hedefleri oldukları için azaldı, ancak VEGFA gen ekspresyonu bu gruplarda negatif kontrollere göre arttı. Ayrıca hiçbir deney grubunda anjiyogenezde görüldüğü gibi düzenli tübüler filizlenme gözlenmedi.Item Alışılmamış imalat yöntemlerinin seçiminde bir karar destek sisteminin geliştirilmesi(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2024) Kargın, Leman; İç, Yusuf TanselBu tez çalışmasında Alışılmamış İmalat Yöntemlerinin (AİY) seçimi için bir Karar Destek Sistemi (KDS) geliştirilmiştir. Geliştirilen KDS’de öncelikle literatürde gerçekleştirilmiş çalışmalardan yola çıkarak yapılacak işlemlere uygun AİY’ler veri tabanından belirlenerek bir alternatif setinin oluşturulması sağlanmıştır. Ardından literatürde yaygın bir şekilde AİY seçiminde kullanılmış olan AHP ve TOPSIS yöntemleri bütünleşik olarak uygulanarak işe en uygun AİY’nin belirlendiği bir seçim modeli oluşturulmuştur. Sonrasında elektro kimyasal delik delme işlemi özelinde bu işlemle delinmiş deliklerin görüntülerini görüntü işleme teknikleriyle işleyen, ön eleme ve AHP-TOPSIS modeli sonucu belirlenmiş olan AİY için uygun işleme parametrelerinin de önerildiği ikinci seviye bir model KDS’ye entegre edilmiştir. Son aşamada ise görüntü işleme teknikleri ile elde edilen farklı performans yanıtlarına sahip olan farklı parametre setlerinden oluşan alternatifler TOPSIS modeline aktarılarak performans yanıtlarına kullanıcının atayacağı ağırlık değerlerine göre en uygun parametre kombinasyonunun tespitinin sağlandığı bir en iyileme modülü de KDS’ye eklenmiştir. Böylece AİY seçim sürecinin tüm değerlendirme ve analiz aşamalarını içeren bütünleşik bir KDS ortaya konabilmiştir. Geliştirilen KDS ileriki dönemlerde diğer AİY’lerin işlemler özelindeki görüntülerinin veri tabanına yüklenmesi ile diğer işlemler için de işleme parametresi değeri verebilecek bir yapıda oluşturulmuştur. KDS, Python programlama dili kullanılarak geliştirilmiş ve uygulama çalışmaları ile KDS’nin işlevselliği gösterilmeye çalışılmıştır. In this thesis, a decision support system (DSS) was developed for the selection of Nontraditional Manufacturing Processes (NTMPs). In the developed DSS, first of all, based on the studies carried out in the literature, suitable NTMPs were determined from the database, and an alternative set was created. Then, AHP and TOPSIS methods, which have been widely used in the selection of AHPs in the literature, were integrated into the DSS to determine the most suitable NTMP for the defined operation. Afterward, a second level model was integrated into the DSS, which processes the images of the holes drilled with this process with image processing techniques, specifically for the electrochemical hole drilling process, and also recommends the appropriate processing parameters as a result of the pre-screening module and AHP-TOPSIS model. In the last stage, alternatives consisting of different parameter sets with different performance responses, obtained through image processing techniques, were transferred to the TOPSIS model, and an optimization module was integrated into the DSS, which enables the determination of the most appropriate parameter combination according to the weight values assigned by the user to the performance responses. Thus, an integrated DSS that includes all evaluation and analysis stages of the NTMP selection process was developed. The developed DSS was created in a structure that can provide processing parameter values for other processes in the future by uploading process-specific images of other NTMPs to the database. DSS was developed using Python programming language, and the functionality of DSS was tried to demonstrate with application studies.Item Hava aracı kanatlarında topoloji optimizasyonu ile ağırlık azaltma(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2024) Kulak, Hüseyin Cem; Gülkan, Hakkı Polat; Akay, Hasan UmurHavacılık sektöründe, ağırlık parametresi son derece önemlidir. Ağırlığın, hava aracı performansı ve faydalı yük kapasitesi gibi faktörlere doğrudan etki ettiği bilindiği için, tasarımların daha hafif ve aynı zamanda sağlam olacak şekilde yapılması amaçlanmaktadır. Bununla birlikte, en iyi geometriye ulaşmak zaman alabilmektedir. Belirlenen sınır koşulları ve yükler göz önünde bulundurularak topoloji optimizasyonu yöntemi ile istenen geometri içindeki ideal malzeme dağılımı daha kısa sürede bulunabilmektedir. Bu tez çalışmasında, ANSYS yazılımının sonlu elemanlar yöntemini kullanan, Structural Optimization modülü ile NACA 0012 kanat profiline sahip bir kanat kesiti ve 4 m kanat açıklığına sahip bir kanat için yapısal topoloji optimizasyonu yapılmıştır. Geometriler üç boyutlu modelleme yöntemi kullanılarak modellenmiştir. Ardından, kanat kesiti için kararlı halde, deniz seviyesinde, sıkıştırılamaz akış koşullarında, 100 m/s hız ile HAD analizi çözümü sonlu hacimler yöntemini kullanan Fluent yazılımı ile viskoz ve türbülanslı akış koşulları altında yapılmıştır. Çözümler -15⁰, -10⁰, -5⁰, 0⁰, 5⁰, 10⁰, 15⁰ olmak üzere yedi farklı hücum açısında yapılmıştır. Optimizasyonlar için iki farklı durum kurgulanmıştır; ilk olarak kanat kesitlerinin ortasına rijit bir ana kiriş (spar) konumlandırılmıştır. Diğer senaryoda ise veter uzunluğunun 0.25 ve 0.5 noktalarında dikey nervürler (ribler) konumlandırılmıştır. Bütün hücum açılarındaki HAD analizi çözümleri bu iki senaryodaki kesitlere ayrı ayrı aktarılıp sırasıyla hacim oranları %20 ve %10 olarak tanımlanarak topoloji optimizasyonu yapılmıştır. Ardından, eş zamanlı olacak şekilde yedi farklı hücum açısının çözümleri kullanılarak bu iki senaryo için çok noktalı (multi-point) topoloji optimizasyonu yapılmıştır. Bu tez çalışmasını diğer çalışmalardan ayıran bir tarafı da bu olmuştur. Yedi farklı hücum açısı çözümünün eş zamanlı olarak çok noktalı optimizasyonda kullanılmasında literatür araştırmasında rastlanmamıştır. Ayrıca, kanat geometrisi için Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) çözümü ile hesaplanmış aerodinamik yük kullanan araştırmaların sayısının da fazla olmadığı görülmüştür. Kanat kesiti optimizasyonu tamamlandıktan sonra 4 m kanat açıklığına sahip bir kanadın 0.5 Mach akış hızında, kararlı halde ve 0⁰ hücum açısında Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizi yapılmıştır. Tam dolu kanat için %10 hacim oranı tanımlanarak en iyi geometri için sonuçlar incelenmiştir. Araştırma süresince optimizasyon sürecinin oldukça hassas olduğu, sonuçların özellikle topoloji optimizasyonu için kullanılan sınır koşullarına ve çözüm ağına bağlı olduğu görülmüştür. Bu nedenle de problemin oldukça dikkatli tanımlanması gerektiği gözlemlenmiştir ve ilgili önerilerde bulunulmuştur. Çözümlerin birçok farklı etmenden etkilendiği ve orijinal sonuçlar elde etmenin olası olduğu görülmüştür. Sonuç olarak yapısal topoloji optimizasyon sürecinin mühendislik tasarımları için oldukça efektif bir araç olduğu sonucuna varılmıştır. Üretim teknolojilerinin gelişmesi ile kompleks optimum sonuçlar çıkarabilen bu aracın kullanımının artması beklenmektedir. In aviation, weight significantly impacts aircraft performance and payload capacity. Design processes focuses on achieving lighter yet robust structures, albeit time-consuming to attain ideal geometry. Topology optimization, considering set conditions and loads, expedites finding optimal material distribution within desired geometry. In this thesis study, topology optimization was performed using the Structural Optimization module of ANSYS software for a wing section with a NACA 0012 airfoil and a wing with a 4 m wingspan. Geometries were modeled using 3D modeling. Then, Computational Fluid Dynamics (CFD) analyses for the wing section at steady state and sea level with a speed of 100 m/s, were performed with Fluent under incompressible viscous and turbulent flow conditions. Solutions were made at seven different attack angles: -15⁰, -10⁰, -5⁰, 0⁰, 5⁰, 10⁰, 15⁰. Two different situations were designed for optimizations; First, a rigid spar was positioned in the middle of the wing sections. In the other scenario, two vertical ribs are positioned at 0.25 and 0.5 positions of the chord length. CFD analysis solutions at all angles of attack were transferred separately to the sections in these two scenarios and topology optimizations were performed for the volume ratios were 20% and 10%, respectively. Then, multi-point topology optimization was performed for these two scenarios simultaneously using seven different angles of attack. This was one aspect that differentiated this thesis study from other studies. The simultaneous use of seven different angle of attack solutions in multi-point optimization has not been found in the literature research. Additionally, there are few studies using aerodynamic load calculated with CFD solution for wing geometry. After the wing section optimization was completed, CFD analysis of a wing with a 4 m wingspan was performed at a flow rate of 0.5 Mach, steady state and 0⁰ angle of attack. The results for the optimum geometry were examined by applying the 10% volume ratio condition for the fully loaded wing. The research highlighted the sensitivity of topology optimization to boundary conditions and meshes, emphasizing the need for precise problem definition. Varied factors significantly impact solutions, allowing for the generation of original outcomes. Consequently, topology optimization proves highly effective in engineering designs. Its capability to yield intricate, optimal results foresees increased utilization, especially with advancing production technologies.Item B-Spline ve genetik algoritma ile helikopter pal tasarim ve optimizasyonu(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2024) Demir Atılgan, Tuanna; Yavuz, TahirVerimliliği artırmak, enerji tüketimini azaltmak, daha iyi uçuş performansı elde etmek ve helikopter operasyonlarının etkinliğini artırmak için helikopter kanadı optimizasyonuna ihtiyaç duyulmaktadır. Rotor kanadı, bir helikopterin verimliliğini ve kontrolü, performansı, manevra kabiliyetini arttıran, optimum uçuş özelliklerinin ve operasyonel yeteneklerin elde edilmesini büyük ölçüde etkileyen helikopter tasarımının hayati bir bileşenidir. Bu yüksek lisans tezi, B-spline modellemesi için Python tabanlı kodların oluşturulması, kanat elemanları momentum teorisiyle entegrasyonu ve optimizasyon için genetik algoritmanın uygulanması gibi konuları sistemli bir şekilde ele almaktadır. B-spline, kanat elemanı-momentum teorisi ve genetik algoritma metotları kullanılarak Pyton yazılımı ile helikopter pal tasarım ve optimizasyon aracı geliştirilmiştir. Beslenen noktalardan B-spline ile kanat kesit eğrisi oluşturularak genetik algoritma ile farklı geometrilere sahip iki boyutlu helikopter pal kesitleri oluşturulmaktadır. Elde edilen kesitler XFOIL akış çözücüsüne konularak aerodinamik parametreler elde edilmiş ve pal elemanları momentum teorisi ile belirlenen maliyet fonksiyonu genetik algoritma kullanılarak minimize edilmektedir. Helikopter palleri; B-spline ile kanat kesit eğrileri, dönme hızı, pal sayısı, veter uzunluğu, boyu, burkulma açısı ve sivrilme oranına göre optimize edilerek maksimum itkiyi sağlayacak pal kesit eğrisi ve pale ait geometrik parametreler belirlenmektedir. Oluşturulan kod deneysel çalışma sonuçları ile kıyaslanarak doğrulanmış olup geliştirilen algoritmaya beslenen parametre ve sınır koşullarına bağlı olarak 𝐶𝑇 katsayısının %20, toplam itki kuvvetinin %48, toplam tork ve gücün ise %44 oranında arttığı anlaşılmıştır. Helicopter wing optimization is needed to increase efficiency, reduce energy consumption, achieve better flight performance and increase the overall effectiveness of helicopter operations. The rotor blade is a critical component that generates lift and provides maneuverability to ensure efficiency and control, improve performance and enhance cost efficiency of a helicopter. It is a vital component of helicopter design that greatly influences the achievement of optimal flight characteristics and operational capabilities. In this study helicopter blade design and optimization tool has been developed via Python software by using B-spline, Blade Element-Momentum Theory and Genetic Algorithm methods. Rotor blade cross section curves are created from the points on the two-dimensional axis with the B-spline method. Helicopter blade sections with different geometries are generated from these points with genetic algorithm. The aerodynamic parameters are obtained by putting the previously created airfoil sections in the flow solver via XFOIL and the objective function determined by the blade elements momentum theory is minimized by using genetic algorithm. Helicopter blades are optimized according to airfoil shapes obtained from B-spline, rotational speed, number of blades, chord length, span, twist angle and taper ratio and blade section curves that will provide maximum thrust and related geometric parameters of the blade are determined. The created code was verified by comparing it with the experimental study results, and it was understood that the 𝐶𝑇 coefficient increased by 30%, the total thrust force by 48%, and the total torque and power by 44%, depending on the parameters and boundary conditions fed into the developed algorithm.