Rapid prototyping techniques to develop calcified aortic valve model for clinicians training in cardiovascular therapies

LAUREA MAGISTRALELo scopo della tesi è lo sviluppo di un protocollo per la realizzazione standardizzata di modelli funzionali di valvola aortica stenotica, rivolti al training clinico per le terapie transcatetere. In particolare, il lavoro include la progettazione di modelli patologici di valvola aortica, caratterizzati da differenti gradi di severità di stenosi e la presentazione delle tecnologie di prototipazione rapida sfruttate per raggiungere l'obiettivo.The objective of the thesis is the development of a protocol for the standardized realization of functional stenotic aortic valve models aimed to clinicians training in transcatether therapies. In particular, the work includes the design of pathologic aortic valve silicone models, characterized by different grades of stenosis severity and the presentation of the rapid prototyping technologies exploited to reach the goal

Doğu Akdeniz deki Atmosferik Parçacıkların, Kuru ve Yaş Çökellerin Kimyasal Karakterinin Belirlenmesi ve Türleştirilmesi: Menşe, Kaynak Bölgeler, Biyo-kullanılabilirlik ve Atmosferik Girdilerin Denizsel Üretime Etkisi

TÜBİTAK ÇAYDAG15.03.2016Ocak 2014 ve Nisan 2015 tarihleri arasında yoğun bir şekilde aerosol (iri, ince ve bulk) ve kuru ve yaş-çökel (yağmur) örneklemeleri yapılmıştır. Atmosferik parçacıkların kütle derişimleri, suda-çözünebilir majör türler, suda-çözünebilir organik azot, üre ve aminoasit konsantrasyonları belirlenmiştir. Son on yılda partikül madde kompozisyonun belirgin bir şekilde değiştiği gözlenirken özellikle ikincil aerosoller sülfat, amonyum ve nitrat derişimlerinin % 50’lere varan düşüşler sergiledikleri belirlenmiştir. Suda-çözünebilir organik azot’un hem atmosferik parçacık (% 37) hem de yağmur (% 29) fazında toplam azota, sudaçözünebilir inorganik azotlar kadar katkı yapabileceği bulgulanmıştır. Tespit edilen üre derişimlerinin aerosol ve yağmurda organik azota sırasıyla % 17 ve % 6 katkı yaptığı bulunurken aminoasit azot katkılarının pek önemli olmadığı gözlenmiştir. Polifosfatların suda-çözünebilir fosfatlara % 20’ler seviyesinde katkı yapabileceği anlaşılırken göz ardı edilemeyecekleri ortaya konmuştur. Suda-çözünebilir organik azotun büyük bir kısmının tarımsal aktivitelerden kaynaklandığı ne var ki, ürenin hem mineral toz hem de tarımsal kökene sahip olduğu bulgulanmıştır. Fosforun; mineral toz (% 34) ve tarımsal (% 33) olmak üzere başlıca iki ana kaynağı olduğu anlaşılmıştır. Alüminyum iz metalinin büyük bir kısmı anyonik forumda gözlenirken demirin anyonik formunun katyonik formuna kıyasla 1,2 kat daha yüksek olduğu görülmüştür. Hem Kıyı hem de Açık istasyonlardan elde edilen yüzey sularına iki değişik içeriğe sahip toz eklenmiştir. Deneyler süresince klorofil miktarının artış sergilediği gözlenirken fosforun ortamdan çekilerek 0,3 nM seviyelerine düşürüldüğü tespit edilmiştir. Denizsel alan çalışmaları, 10 Nisan ve 29-30 Nisan 2015 tarihlerinde yüzey sularında tespit edilen Chl-a artışının, yağan yağmurlarla ilişkili olabileceği göstermiştir.Intensive samplings of both aerosol (fine/coarse and bulk) and rainwater were carried out between January 2014 and April 2015. Determination of mass composition, water soluble major species, water soluble organic nitrogen, urea and amino acid concentrations in atmospheric particles was carried out. Significant changes have been observed in the composition of particulate matter in the last ten years, especially the concentrations of secondary aerosols such as sulfate, amonnium and nitrate were determined to have decreased down to 50% of previous levels. It was found out that contribution of water soluble organic nitrogen is comparable to those of water soluble inorganic nitrogen in both aerosols (37%) and rainwater (29%). While it was observed that urea comprised 17% and 7% of total organic nitrogen in aerosol and rainwater, respectively, contribution of amino acids was found to be insignificant. It has been established that contribution of polyphosphates to water soluble phospates can reach up to a non-negligible 20%. Majority of water soluble organic nitrogen was found to originate from agricultural activities, while urea, was found to be of mixed origin, with comparable contributions from mineral dust and agricultural activities. The two main sources of phosphorus was determined to be mineral dust and agriculture, accounting for 34 and 33 % of total concentration, respectively. It has been observed that major fraction of soluble Al is found in anionic form, while the concentration of anionic soluble Fe is 1.2 times greater than of cationic Fe. Surface waters which were obtained from both coastal and open waters were treated with atmospheric dust of two different compositions. In the course of experiments, chlorophyll was recorded to increase in all treatments while phosphorus was assimilated from the medium down to 0,3 nM. The possible relationship between rain event and Chl-a increase in the surface waters observed in the cruises of April 10 and 29-30 2015 has been documented

Chemical composition of indoor and outdoor PM2.5 in the eastern Arabian Peninsula

Water-soluble and trace metal species in fine particulate matter (PM2.5) were determined for indoor and outdoor environments in Doha, Qatar. During the study period, PM2.5 concentrations showed significant variability across several indoor locations ranging from 7.1 to 75.8 μg m−3, while the outdoor mass concentration range was 34.7–154.4 µg m−3. The indoor and outdoor PM2.5 levels did not exhibit statistically significant correlation, suggesting efficient building envelope protection against outdoor PM2.5 pollution. Rather than outdoor sources, human activities such as cooking, cleaning, and smoking were the most significant influence on chemical composition of indoor PM2.5. NH4+ concentration was insufficient to neutralize SO42− indoors and outdoors, indicating the predominant presence of NH4HSO4. The enrichment factors indicated that outdoor Fe, Mn, Co, Cr, and Ni in PM2.5 mostly originated from crustal sources. In contrast, the remaining outdoor trace metals (Cu, Zn, As, Cd, Pb, and V) were mainly derived from anthropogenic sources. The indoor/outdoor concentration ratios revealed significant indoor sources for NH4+ and Cu. The crustal matter, water-soluble ions, and sea salt explained 42%, 21%, and 1% of the indoor PM2.5 mass, respectively. The same groups sequentially constituted 41%, 16%, and 1% of the outdoor PM2.5 mass.Open Access funding provided by the Qatar National Library. This study was funded by award number NPRP8 202\u20133-043\u20132 from the Qatar National Research Fund (QNRF), a member of Qatar Foundation. This study was also supported by DEKOSIM (Center for Marine Ecosystem and Climate Research) Project BAP-08\u201311-DPT.2012 K120880) funded by Ministry of Development of Turkey.Scopu

Carbon based sensors for air quality monitoring networks; middle east perspective

IoT-based Sensors networks play a pivotal role in improving air quality monitoring in the Middle East. They provide real-time data, enabling precise tracking of pollution trends, informed decision-making, and increased public awareness. Air quality and dust pollution in the Middle East region may leads to various health issues, particularly among vulnerable populations. IoT-based Sensors networks help mitigate health risks by offering timely and accurate air quality data. Air pollution affects not only human health but also the region's ecosystems and contributes to climate change. The economic implications of deteriorated air quality include healthcare costs and decreased productivity, underscore the need for effective monitoring and mitigation. IoT-based data can guide policymakers to align with Sustainable Development Goals (SDGs) related to health, clean water, and climate action. The conventional monitor based standard air quality instruments provide limited spatial coverage so there is strong need to continue research integrated with low-cost sensor technologies to make air quality monitoring more accessible, even in resource-constrained regions. IoT-based Sensors networks monitoring helps in understanding these environmental impacts. Among these IoT-based Sensors networks, sensors are of vital importance. With the evolution of sensors technologies, different types of sensors materials are available. Among this carbon based sensors are widely used for air quality monitoring. Carbon nanomaterial-based sensors (CNS) and carbon nanotubes (CNTs) as adsorbents exhibit unique capabilities in the measurement of air pollutants. These sensors are used to detect gaseous pollutants that includes oxides of nitrogen and Sulphur, and ozone, and volatile organic compounds (VOCs). This study provides comprehensive review of integration of carbon nanomaterials based sensors in IoT based network for better air quality monitoring and exploring the potential of machine learning and artificial intelligence for advanced data analysis, pollution source identification, integration of satellite and ground-based networks and future forecasting to design effective mitigation strategies. By prioritizing these recommendations, the Middle East and other regions, can further leverage IoT-based systems to improve air quality monitoring, safeguard public health, protect the environment, and contribute to sustainable development in the region.The author(s) declare that financial support was received for the research, authorship, and/or publication of this article. The funding for this work is provided by Qatar University by IRCC grant # IRCC-2023-152.Scopu

DOĞU AKDENİZ ÜZERİNDEKİ ATMOSFERDE, AEROSOL OPTİKAL VE FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ VE YAKLAŞIK GERÇEK ZAMANLI ÖLÇÜMLERİ SUDA ÇÖZÜNEBİLİR İONLAR PM 2.5 VE ÖNCÜL GAZLARIN 15 YILLIK KLİMATOLOJİSİ

Long-term aerosol optical and micro physical properties obtained from AERONET sun/sky radiometer situated at the rural coastal site of Eastern Mediterranean between January 2000 and December 2014 were analyzed. Moreover, concentrations of SO42-, NH4+, NO3- (in PM2.5) and their precursor gases (SO2, NH3 and HNO3) were measured with a near real-time Ambient Ion Monitor-Ion Chromatography instrument in winter and summer of 2015. Air flow arriving at 1 km and 4 from Eastern Europe and Western Europe showed a negative trend from 2000 to 2014, decreasing about 0.2 % per year. In contrast, air flow arriving at 1 km (4km) from North Africa and Turkey demonstrated a positive trend throughout the study period, increasing 0.15 (0.40) % and 0.29 (0.15) % per year, respectively. The arithmetic mean AOT decreased 2.5 times from 440 nm (0.30) to 1020 nm (0.12), indicating the dominance of fine particles. AOT and α illustrated a large short-term variability, varying up to couple of fold from day to day. The lowest AOT values were chiefly found in winter owing to the removal of particles by rain. Enhanced AOT values at 440 nm were detected in spring with low α440-870 primarily due to mineral dust intrusions from North Africa and the Middle East. High AOT at 440 nm and α440-870 were principally characterized in summer because of high gas-to particle conversion, sluggish air masses and absence of rain. Elevated AOT with relatively lower α (0.7) and fine mode fraction (47 %) were observed when the air flow originated from North Africa (SAH) and the Middle East (MID). Regarding the relationship between AOT and Water Vapor (WV) as a function of α, three classes of aerosol were identified, namely, non-hygroscopic, moderately hygroscopic and hygroscopic. Potential source contribution function (PSCF) exhibited that non-hygroscopic particles were associated with mineral dust dominated aerosol population, originating from North Africa and the Middle East. Moderately hygroscopic particles were a mixture of mineral dust and anthropic aerosols due mainly to arrival of the dust after travelling over industrialized and populated sites (such as Spain, France and Italy). On the other hand, any particular potential source area couldn’t be defined for hygroscopic particles, showing nearly mesoscale formation of secondary aerosols under the prevailing summer conditions. Imaginary part of the refractive index, single scattering albedo, absorption angstrom exponent for dust, mixed and pollution events showed distinct difference. The imaginary part of refractive index for dust event fluctuated from 2.5 x 10-3 to 2.0 x 10-3 between 870 and 1020 nm and for wavelengths between 675 nm and 440 nm the imaginary part of refractive index augmented from 4.3 x 10-3 to 11.0 x 10-3. Although similar spectral behavior was observed, the imaginary part of the refractive index at 440 nm for mixed event was 2.2 times lesser than that of mineral dust event. For pollution event, the imaginary part of refractive index slightly increased from 5.0 x 10-3 at 440 nm to 6.3 x 10-3 at 1020 nm. Aerosol type were classified into three groups namely dust, mixed and anthropic according to extinction angstrom exponent. The comparison of the microphysical properties of the three aerosol type revealed that categorization of the aerosol type based on extinction angstrom exponent was insufficient. The classification of aerosol type by applying cluster analysis to optical properties presented relatively better results. The aerosol absorption optical thickness at 440 nm and the imaginary part of the refractive index were statistically larger for Period II (2005-2009) compared to Period I (2000-2004) and III (20010-2014) due to the to the higher influence of dust intrusion from desert areas during Period II. Of the water-soluble ions in PM2.5, sulfate and ammonium were the prevailing species. Arithmetic mean sulfate and ammonium concentrations were respectively 2814 ng m-3 and 1371 μg m-3. Aerosol nitrate arithmetic mean was 495 ng m-3. Among the precursor gases, ammonia exhibited the highest concentration with a value of 3330 ng m-3. Sulfur dioxide and nitric acid concentrations were 879 ng m-3 and 346 ng m-3, respectively. Regarding arithmetic means of gas-to-particle conversion ratios for sulfate (0.62), ammonium (0.38) and nitrate (0.50), it might be suggested that the concentrations of these species were mainly influenced by non-local sources. Taking into account this study and historic off-line measurements, there was a decreasing trend for sulfate, nitrate and their precursor gases in the Eastern Mediterranean.Doğu Akdenizin kırsal kıyı bölgesinde konumlandırılmış AERONET güneş/gökyüzü radyometresinden Ocak 2000 ve Aralık 2014 tarihleri arasında elde edilen uzun dönemli aerosol optik ve mikro fiziksel özellikler analiz edildi. Ayrıca, 2015 yaz ve kış dönemlerinde SO42-, NH4+, NO3- (PM2.5 parçacık boyutunda) iyonlarıyla bunların öncül gazlarının derişimlerinin ölçümleri Ambient Ion Monitor-Ion Chromatography (Ortam İyonları İzleme - İyon Kromatografisi) enstrümanıyla nerdeyse gerçek zamanlı olarak gerçekleştirildi. Doğu Avrupa ve Batı Avrupa üzerinden istasyona 1 km ve 4 km irtifada gelen hava akımlarının 2000 ile 2014 yılları arasında yıl başına % 0.2 düşüşle ifade edilen bir negatif eğilim gösterdiği tespit edildi. Buna karşılık olarak, 1 km (4 km) irtifada Kuzey Afrika ve Türkiye üzerinden gelen hava akımlarının çalışma dönemi boyunca sırasıyla senelik % 0.15 (0.40) ve % 0.29 (0.15) artış gösteren bir pozitif eğilim gösterdiği ortaya koyuldu. AOK aritmetik ortalaması 440 nm’den (0.30) 1020 nm’ye (0.12) 2.5 kat azalarak ince parçacıkların baskınlığını gösterdi. AOK ve α değerlerinin kısa dönemli ölçekte büyük bir değişkenlik gösterdiği, günlük değişkenliğin birkaç katı bulduğu tespit edildi. Parçacıkların yağışla yıkanması sebebiyle en düşük AOT değerleri ağırlıklı olarak kışın gözlemlendi. 440 nm’de yüksek AOT değerleri ile düşük α440-870 değerleri, Kuzey Afrika ve Orta Doğu menşeli toz olaylarına bağlı olarak ilkbahar döneminde tespit edildi. 440 nm’de yüksek AOT ve α440-870, gaz-partikül dönüşümü, hareketsiz hava kütleleri ve yağışın olmayışı sebeyile esas olarak yaz döneminde karakterize edildi. Yüksek AOK’ye eşlik eden göreceli olarak düşük α (0.7) ve ince mod fraksiyonu (% 47) hava akışı Kuzey Afrika (SAH) ve Orta Doğu (MID) bölgelerinden kaynaklandığında gözlemlendi. α'nın bir fonksiyonu olarak AOK ile su buharı (SB) arasındaki ilişkiyle ilgili olarak üç aerosol sınıfı tanımlandı, su sevmez (non-higroscopic), orta derecede su sever ve su sevmez (higroscopic). Potansiyel Kaynak Katkı Fonksiyonu (PKKF) su sevmez parçacıkların Kuzey Afrika ve Orta Doğu kökenli mineral tozun baskın olduğu aerosol popülasyonlarıyla ilişkili olduğunu gösterdi. Orta derecede su sever parçacıkların mineral toz ve insan kaynaklı aerosollerin bir karışımı olup, mineral tozun endüstriyel ve yüksek nüfuslu bölgelerin (örneğin, İspanya, Fransa ve İtalya) üzerinden hareket etmesine bağlı olduğu bulundu. Öte yandan, su sever parçacıklar için herhangi bir özel potansiyel kaynak bölgesinin belirlenememesi, ikincil aerosollerin hakim yaz koşulları altında orta ölçekte oluşturulduğunu gösterdi. Kırılma indisinin hayali kısmı, tekil saçılım albedosu ve absorpsiyon angstrom katsayısı toz, karışık köken ve kirlilik olayları için belirgin farklar gösterdi. Kırılma indisinin hayali kısmı toz olayları için 870 ve 1020 nm dalga boyları arasında 2.5 x 10-3 ila 2.0 x 10-3 arasında dalgalanma gösterirken, 675 nm ve 440 nm dalga boyları arasında kırılma indisinin hayali kısmı 4.3 x 10-3 ‘ten 11.0 x 10-3 ‘e yükseldi. Benzer spektral davranışlar gözlendiği halde, 440 nm’de kırılma indisinin hayali kısmı karışık kökenli aerosol olayında mineral toz olaylarına göre 2.2 kat daha az bulundu. Kirlilik olaylarında kırılma indisinin imajiner kısmı 1020 nm’de 5.0 x 10-3 ‘den 440 nm’de 6.3 x 10-3 ‘e hafif bir artış gösterdi. Aerosol türleri sönümlenme angstrom katsayılarına göre toz, karışık kökenli ve insan kökenli olmak üzere üç gruba ayrıldı. Üç aerosol türünün mikrofiziksel özelliklerinin kıyaslanmasında sönümlenme angstrom katsayısı esas alınarak yapılan aerosol türü sınıflandırmasının yetersiz olduğunu ortaya koydu. Optik özelliklere yığın analizi uygulanarak yapılan aerosol türü sınıflandırması nispeten daha iyi sonuçlar verdi. 440 nm’de aerosol optik kalınlık ve kırılma indisinin hayali kısmı Periyot II’de (2005-2009) çöl bölgelerinden kaynaklanan toz olaylarının daha etkili olmasına bağlı olarak Periyot I’e (2000-2004) ve Periyot III’e (2010-2014) kıyasla istatiksel olarak daha yüksek bulundu. PM2.5’da bulunan suda çözünebilir iyonlar arasında sülfat ve amonyumun baskın türler olduğu görüldü. Sülfat ve amonyum derişimlerinin aritmetik ortalaması sırasıyla 2814 ng m-3 ve 1371 μg m-3 olarak tespit edildi. Aerosoldaki nitratın aritmetik ortalaması 495 ng m-3 bulundu. Öncül gazlar arasında amonyak 3330 ng m-3 ile en yüksek derişim gösterdi. Sülfür dioksit ve nitrik asit derişimleri sırasıyla 879 ng m-3 ve 346 ng m-3 bulundu. Sülfat, amonyum ve nitrat gazdan parçacığa dönüşüm oranlarının aritmetik oranlarına ilişkin olarak bu türlerin esas olarak yöresel olmayan kaynaklardan etkilendiği öne sürülebilir. Bu çalışma ve önceki off-line ölçümler dikkate alındığında, sülfat, nitrat ve bunların öncül gazlarının Doğu Akdeniz’de bir azalma eğilimi gösterdiği ortaya konmuştur.Ph.D. - Doctoral Progra