Doğru anladıysam şöyle birşey işini görebilir. <--b--> ve <--k--> arasında kalan kelimeleri büyük harfa çevirir. Zaten istediğinde bu sanırım.

<?php

$str = "yarın ailecek <--b-->istanbula <--k--> gideceğiz. oradan da <--b--> türkiyenin <--k--> kuzeyine <--b--> karadenize <--k--> doğru gideceğiz." ;

$buyuk = preg_quote("<--b-->");
$kucuk = preg_quote("<--k-->");

$match = preg_replace_callback("#$buyuk(.*?)$kucuk#", function($matches) {
    return mb_strtoupper($matches[1], "utf8");
}, $str);

echo $match;