Nanopartikkelien ominaisuudet määrittävät lääkkeen kulkua elimistössä (Väitös: FM Martti Kaasalainen, 13.5.2017, fysiikka)

​Turun yliopiston tiedote 5.5.2017

Huokoinen pii ja siitä valmistettavat nanopartikkelit ovat lääketieteen kannalta lupaavia materiaaleja, koska niiden ominaisuuksia pystytään säätelemään helposti.

– Parhaimmillaan huokoinen partikkeli voi tarjota suojaa ja keinoa säädellä lääkkeen vapautumista. Tämä on tärkeää, sillä uudet lääkeaineet on usein hankala saada kulkeutumaan sinne, missä niiden pitäisi vaikuttaa, Martti Kaasalainen kertoo.

Nanopartikkelien ominaisuuksia, kuten partikkelikokoa, huokoskokoa ja pinta-alaa hallitsemalla voidaan hallita myös niiden käyttäytymistä elimistössä. Esimerkiksi huokoisen piin suuri pinta-ala massaan verrattuna mahdollistaa lääkeaineen tehokkaan kiinnittymisen partikkelien pintaan. Toisaalta suurta pinta-alaa ei voida saavuttaa ilman erittäin pientä huokoskokoa tai voimakkaan epätasaisia pintoja, joiden on todettu olevan monille soluille haitallisia.

– Pinta-alan suhdetta massaan kuvaa hyvin rusinan suhde viinirypäleeseen. Rusinassa on veden haihduttua jäljellä enää pieni-osa viinirypäleen massasta, mutta kuitenkin lähes sama määrä pintaa, Kaasalainen selventää.

Partikkelin pinta ei kuitenkaan ole ainut asia mikä vaikuttaa, kun siihen ladataan lääkeainetta. Voimakas vuorovaikutus pinnan ja lääkkeen välillä ei aina selitä hyvää latausastetta, vaan kyse on enemmänkin riittävän pienestä vuorovaikutuksesta kahden lääkemolekyylin välillä.

– Huomasimme tutkimuksessamme, että sähköisten vuorovaikutusten minimointi aiheutti lääkeaineen voimakkaamman pakkaantumisen kantajamateriaalin sisään. Lääkkeen liian voimakas vuorovaikutus kantajamateriaalin kanssa voi jopa estää lääkeaineen vapautumisen, Kaasalainen kertoo.

Nanopartikkelien ominaisuuksista nestemäisessä ympäristössä kaivataan vielä lisää tutkimustietoa

Nanopartikkeleja ei korkean pintaenergiansa vuoksi juurikaan esiinny kuivassa olomuodossa, vaan ne kasaantuvat isommiksi ryppäiksi. Partikkelit on helpompi pitää toisistaan erillään, kun niitä erottaa nestemäinen väliaine. Nanopartikkelit ovat niin pieniä, että ne monesti pysyvät nesteessä stabiilina putoamatta astian pohjalle.

– Stabiilisuus on kuitenkin voimakkaasti väliaineriippuvaista, ja monet farmasiassa käytettävät injektioliuokset eivät sovellu nanopartikkelien väliaineeksi, Kaasalainen kertoo.

Nanopartikkelin saaminen kuivana tutkittavaksi on todella vaikeaa ja vaatii niin paljon näytteen käsittelyä, että vaarana on näytteen muuttuminen. Tästä syystä on hyödyllistä ja monesti jopa välttämätöntä mitata partikkeleja väliaineessa. Kaasalainen on väitöskirjassaan tutkinut erityisesti nanopartikkelien väliaineesta johtuvia ominaisuuksia valonsirontamenetelmien avulla.

– Vaikka valonsirontamenetelmät ovat olleet olemassa jo kauan, uusi nanoteknologia ja tehokkaammat tietokoneet ovat lähivuosina voimakkaasti lisänneet niiden käyttömahdollisuuksia. Lupaavasta alusta huolimatta kaivataan edelleen lisää tutkimusta nanopartikkelien ominaisuuksista ja tässä valonsirontamenetelmät tulevat olemaan tärkeitä, Kaasalainen kuvailee.

***

FM Martti Kaasalainen esittää väitöskirjansa Characterization of porous silicon nanoparticles for biomedical applications julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa lauantaina 13.5.2017 klo 12 (Turun yliopisto, Quantum, Auditorium, Vesilinnantie 5, Turku).

Vastaväittäjänä toimii PhD Frédérique Cunin (Institut Charles Gerhardt, Ranska) ja kustoksena professori Edwin Kukk (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen.

FM Martti Kaasalainen on syntynyt vuonna 1982 ja kirjoittanut ylioppilaaksi Lauttakylän lukiossa Huittisissa 2001. Kaasalainen suoritti korkeakoulututkintonsa (FM) Turun yliopistossa vuonna 2009. Väitöksen alana on fysiikka. Kaasalainen työskentelee Medicortex Finland Oy:ssä koordinaattorina.

Väittelijän yhteystiedot: p 0414663288, mhkaas(a)utu.fi

Väittelijän kuva: https://apps.utu.fi/media/vaittelijat/kaasalainen_martti.jpg

Väitöskirja on julkaistu sähköisenä: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-29-6812-1

Asiasana:
Tagit:
Julkaistu 5.5.2017 9:00 ,  Päivitetty 5.5.2017 9:06

20014 Turun yliopisto, Finland
Puhelinvaihde: 029 450 5000

Henkilöhaku

Seuraa meitä: 
Facebook   Twitter   Instagram   Youtube   LinkedIn
Opiskelu Tutkimus Palvelut ja yhteistyö Yliopisto Tiedekunnat ja yksiköt Ajankohtaista Lahjoita
© Turun yliopisto