Mikrobiyal hava toplayıcı ve okuyucu sistemi tasarımı ve prototip üretimi
Design and construction of microbial air collector and detection
Yazar: DUYGU ERYILMAZ
Danışman: PROF. DR. ERHAN BİŞKİN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Mikrobiyal kirlilik = Microbial contamination

Özet:
Dünyada ve ülkemizde önemli bir sağlık sorunu olan hastane enfeksiyonları, hastaneye yatıştan 48-72 saat sonra veya taburcu olduktan sonra 10 gün içinde gelişen enfeksiyonlardır. Hastanelerde hava temizliğinin veya kirliliğinin saptanması, gerekli önlemlerin alınarak enfeksiyonların önlenmesi açısından çok önemlidir. 
Günümüzde hastanelerde hava temizliğinin veya kirliliğinin saptanmasında partikül ölçümü ve pasif hava örnekleme yöntemleri sıklıkla kullanılmaktadır. Ancak partikül ölçüm yöntemi sadece partiküllerin büyüklüklerine göre sayım yapmakta, mikroorganizmanın türü hakkında bilgi vermemektedir. Pasif hava örnekleme (çöktürme-sedimantasyon) yönteminde katı besiyeri içeren petri kapları örnekleme yapılacak ortamda belirli bir süre açık bırakılması şeklinde yapılmaktadır. Pasif hava örnekleme yöntemi ise kantitatif değildir.  Bu sebeplerden dolayı hava örneklemesinin aktif hava örnekleyici cihazlarla yapılması daha uygundur. Aktif hava örnekleyicileri ile örnekleme yönteminde örnekleyici farklı tekniklerle belirli bir miktar ortam havasını toplayıp, besiyeri üzerine püskürtür. Bu cihazlar yüksek verimli örnek alma özelliğine sahiptir ve uygulanması oldukça kolaydır.
Sunulan tez kapsamında aktif hava örnekleme cihazı tasarımı yapılmıştır. Aktif hava örneklemede her bir yöntemin kendine özgü teknik özellikleri vardır ve örneklemenin özelliklerine göre hangi yöntemin kullanılacağına karar vermek doğru sonuç için önemlidir. Yöntemin seçilmesi esnasında dikkate alınması gereken faktörler örnekleme çevresi, kullanılacak analiz teknikleri ve izleme amacıdır. Örneklemede kullanılan uygun cihazlar, mikrobiyal toplama ve saptamadaki etkinliklerine etki eden birkaç parametreye bağlı olarak değişkenlik gösterir. İçeri çekim yeterliliği, toplama sırası ve sonrasında kurutmanın miktarı, toplama sırasında mikroorganizmanın çarpma hızı, toplanan mikroorganizmanın yüzey yoğunluğu gibi parametreler, koloni oluşumunun gölgelenmesine yol açabilecek parametrelerdir. Bu sebeplerden dolayı bu tasarım esnasında uygun yöntemi, çarpma hızını, örnekleme hacimlerini bulmak için farklı tasarımlar yapılarak hastane ortamında örneklemeler yapılarak denenmiştir. Aktif hava örnekleme yöntemlerinden impaction ve filtrasyon yöntemlerinin her ikisi kullanılmıştır. Impaction yönteminin hastane gibi havada bulunan biyoaresol sayısının düşük olduğu düşünülen zamanlarda kullanılabilen diğer yöntemlere göre daha yüksek oranda biriktirme sağlayan bir yöntem olduğu görünmüştür. 
Piyasada bulunan aktif hava örnekleme cihazlarında havanın besiyerine çarptırılması sonrasında besiyeri içeren petri kaplar inkübasyon için etüv cihazında konulmaktadır. Tasarlanan hava örnekleyici ile inkübasyon işleminin aynı sistem içerisinde yapılması sağlanmıştır. Ayrıca mikrobiyal hava toplama ve inkübasyon işlemleri boyunca mikroorganizmaların gelişimlerini takip etmek amacı ile sistemimize kamera sistemi ilave edilmiştir.
Böylece hastaneler, ilaç fabrikaları, biyokimya laboratuvarları veya buna benzer sağlık sektörlerinde enfeksiyon riskini azaltmak amacı ile hava kalitesinin saptanması ve takibinde kolaylık sağlanması amaçlanmıştır.

Abstract:
Hospital infections which are significant health problem in Turkey and in the World, appeared in 48-72 hours after admission to hospital or within 10 days after discharged from hospital. The detection of air purifier or air pollution is very important step to take necessary precautions to prevent infections.
Nowadays, partical measuring and passive air sampling methods are widely used to detect air pollution in hospitals. However, partical measuring method only counts particles according to their size and does not give any information about the type of the microorganism. In the passive air sampling (sedimentation) method, open petri plates which contain nutrient medium are waited in the sampling environment for a length of time. Passive air sampling method is not quantitative. For these reasons, using active air sampler device is more suitable for air sampling. In the active air sampling method, sampler collects certain amount of environment's air by using different techniques and spray on the nutrient medium. These devices have high sample taking efficiency and easy to apply.
In this thesis, active air sampler device design is presented. In active air sampling, each method has unique technical properties and it is important to decide which method will be used to obtain right decision according to sampling features. Sampling environment, analysis techniques which will be used and monitoring aim are the factors during the method decision. Devices that will be used during sampling changes according to microbial determination and parameters that impacts determination activity. Parameters such as inlet efficiency and particle collection efficiency, collection line and drying amount, collection microorganisms crashing speed during sampling, collection microorganisms' surface density may shadow colony existence. For these reasons, different designs were developed to find out suitable method, hitting speed, sampling volume and these designs were tested in hospital environment. Both of impaction and filtration methods were used from active air sampling methods. It was seen that impaction method provides higher collection ratio than other methods at times when it is thought that bioaeresol number is low.
Devices in the market place have the system of petri plates which contain nutrient medium placed into incubator for incubation after air crash on the nutrient medium. With the air sampler design, incubation process realized in the same system. Furthermore, camera system incubation processes.
Hence, easier air quality determination and monitoring aimed in order to decrease infection risk at hospitals, pharmaceutical plants, biochemical laboratories or similar health related sectors.