voimaa muovit - Kemia-lehti

Biomateriaalienmonet muodotBiomateriaali on käsitteenä monimerkityksinen.Laajimmillaan sillä voidaan tarkoittaa elävänluonnon tuottamia ja käyttämiä aineita ja rakenteita.Toisen määritelmän mukaan biomateriaalistaon kyse silloin, kun ihminen pyrkii jäljittelemäänluontoa eli valmistamaan keinotekoisia aineita,joilla on luonnolle tunnusomaisia ominaisuuksia.Keinotekoiset biomateriaalit voidaan jakaa alaluokkiinkäyttötarkoituksen mukaan. Lääketieteellisetbiomateriaalit ovat keskeinen luokka.Lääketieteellisiin materiaaleihin kuuluvat ensinnäkinimplantit ja tukirakenteet, joita elimistöntulee sietää ja jotka kestävät elimistön olosuhteita.Materiaalit voivat olla joko pysyviä tai kehossahajoavia. Esimerkiksi biohajoava kiinnitysruuviliukenee itsestään luunmurtuman parannuttua.Siinä missä istukkeet ovat varsin suurikokoisia,lääketieteellisten biomateriaalien toinen pääalueedustaa äärimmäistä pienuutta. Mikro- ja nanopartikkeleitakäytetään kuljettamaan lääkeaineita taigeenejä elimistön eri osiin. Niitä voidaan hyödyntäämyös diagnostiikassa ja kuvantamisessa.si niistä on elimistön reagointi varsinkinverenkiertoon ruiskutettuihin hiukkasiin.”Maksan ja pernan verisuonet ovat vuotavia,joten partikkelit pääsevät niistä ulos.Tällöin ne saavat kimppuunsa makrofagiteli elinten syöjäsolut, jotka tuhoavat partikkeleita”,Urtti kuvailee.Toisaalta myös syöpäkasvainten suonetvuotavat, minkä ansiosta partikkelitpuolestaan voivat tunkeutua kasvaimeenviemään lääkeainelastinsa perille. Partikkeleitavoidaan myös naamioida tietyillämolekyyleilla, jotta makrofagit eivät tunnistaniitä.Erityisesti aivot ja silmänpohja ovat hyvinsuojattuja vierasaineilta ja myrkyiltä.Suojan muodostavat veriaivoeste ja veriretinaeste.”Aivot ja silmänpohja ovat kuitenkintärkeitä lääkityskohteita, joten esteet onkyettävä läpäisemään. Silloin täytyy käyttäähyväksi solukuljetuksen erikoismekanismeja”,Urtti kertoo.Esteitä voi olla myös solujen sisällä.”Esimerkiksi solun lysosomit hajottavatsuuria molekyyleja, kuten geenejä tai geenienhiljentäjiä. Pienimolekyylisiä lääkeaineitane eivät onneksi niinkään vaurioita.”Geeniterapian mahdollisuudetMyös geenihoitojen tulevaisuudenmahdollisuudetovat huikeat. Kun geeni viedäänsopivalla partikkelikuljettimella solutumaan,se alkaa ilmentyä eli tuottaaitselleen ominaista proteiinia. Geeniterapiallavoidaan siten hoitaa elimistön omanAntti LaukkanenPolymeereistävoidaanvalmistaa allemikrometrinpaksuisia nanokuitujasolujenkasvatusalustoiksi.Kasvuympäristöävoidaanparantaaedelleen funktionalisoimallakuituja kemiallisesti.geenin toimimattomuutta.Joskus elimistön viallinen geeni voituottaa virheellistä tai haitallista proteiinia.Tällöin se voidaan myös kytkeä poispäältä. Se tapahtuu pakkaamalla partikkeliinDNA:n sijaan siRNA:ta, joka toimiigeeninhiljentimenä. siRNA:n ei tarvitsepäästä tumaan, kuten DNA:n, vaan senvapautuminen solulimaan riittää.Lääkeainekuljetuksessa ei juuri käytetäkationisia nanopartikkeleita, mutta geenienkuljettamiseen käytettävien hiukkastenmateriaalien pitää olla polykationisia.”Koska DNA:lla on negatiivinen varaus,positiivisesti varattu partikkeli sitoo japakkaa geenin”, Urtti selvittää.Hän on ryhmineen tutkinut DNA:n vapautumisenpullonkauloja. Tulokset viittaavattumaan.”Meillä voi olla erilaisia partikkeleita,jotka vievät geenejä yhtä tehokkaasti soluunja jopa tumaan. Siirretyn geenin aktiivisuudessavoi kuitenkin olla satakertaisiakineroja”, Urtti kertoo.Mistä erot johtuvat, ei tiedetä. Yksi todennäköinensyy on DNA:n erilainen vapautuminen,mutta perustutkimuksella onvielä paljon selvitettävää.Bioaktiivisesta lasista ja polymeerikomposiitista valmistettuimplantti kiinnittyy luun kasvun myötä kiinteäksiosaksi kalloa.Vientituotteiden ykkönenAlan kaupallisesti menestyneimpiä kotimaisiatuotteita on Turussa kehitetty biolasi,jota markkinoi maailmalle Vivoxid Oy.Antibakteerinen, luuston kasvua edistäväaine sopii erinomaisesti luuimplanteiksi.Kun biolasiin lisätään muovia, syntyyentistä joustavampi ja helpommin käsiteltäväkomposiitti, mikä lisää materiaalinsovellusmahdollisuuksia.”Käyttökohteita tämäntapaisille materiaaleilleon lukemattomia. Toistaiseksiolemme raapaisseet vain pintaa”, JukkaSeppälä muistuttaa.”Biomateriaaleissa on sekin hyvä puoli,että niiden matka laboratoriosta kliiniseenkäyttöön on lääkkeitä lyhyempi, sillä viranomaishyväksyntäon usein nopeampi.”Menestyneimpiä lääkettä vapauttaviatuotteita Suomessa ovat Bayer ScheringPharman – entisen Leiraksen – hormoniannostimetsairauksien hoitoon ja raskaudenehkäisyyn. Viisi vuotta toimiva ehkäisykierukkaon Suomen suurin farmaseuttinenvientituote.Kirjoittaja on kemisti ja nanoteknologiaanerikoistunut vapaa toimittaja.Turun yliopisto/ P.Vallittu, Tyks/ K.AitasaloKemia-Kemi Vol. 35 (2008) 7 21