Turkulainen biomateriaali voi olla ultrakestävää tai pikahajoavaa

- Ai niinkö, tuota en tiennytkään! huudahtaa Turun biomateriaalikeskuksen johtaja, dosentti Heimo Ylänen. Monitieteisen tutkijajoukon kokoontuessa yhteen tiedonpalat, ideat ja kysymykset sinkoilevat ilmaan. Ihmettelyn ja kyselyn tuloksena on syntynyt yksi Suomen vahvimmista tutkimuskeskuksista.

Turun yliopiston ja Åbo Akademin liepeille on parin vuosikymmenen aikana kasvanut monitieteinen biomateriaalien tutkimusyhteisö.

Kaikki alkoi lasista.

Yhteisön syntysanoja lausuttiin 1980-luvulla Åbo Akademin epäorgaanisen kemian professorin

Kaj Karlssonin

Antti Yli-Urpon

- Ryhdyimme pohtimaan, miten voitaisiin korvata trauman tai syöpäleikkausten yhteydessä syntyneitä luupuutoksia. Luusiirteet tai keinotekoiset implantit tuottivat ongelmia, eivätkä oikein tyydyttäneet potilaita tai meitä lääkäreitä, kertoo dosentti

Kalle Aitasalo

Aitasalo on pään ja kaulan alueen kirurgian erikoisosaaja, joka kliinikkona liittyi biolasin monititeiseen kehittäjäjoukoon jo hyvin alkuvaiheissa. Synteettisen kemian ja kliinisen lääketieteen huippuosaajat yhdistivät voimansa, ja kovalla työllä saadut tulokset edustavat nyt kansainvälistä huippuosaamista.

Otsaonteloiden täytettä ja orbitan pohjia

Turussa syntyy bioaktiivisesta lasista koko ajan uusia sovelluksia.

Parhaillaan lasia käytetään rakeina muun muassa otsaontelon täytössä kroonisen otsaontelotulehduksen leikkaushoidossa. Lasilevystä puolestaan työstetään kasvovammapotilaille uusia orbitan luisia osia.

Bioaktiivisella lasilla on myyntilupa tänä päivänä myös ortopedisiin sovellutuksiin.

Erityisen käytettyjä ovat vammojen tai syöpäleikkausten aiheuttamat kalloluun puutosten proteesit.

Kalle Aitasalo pitää uuden kuituvahvisteisen komposiittimateriaalin ehdottomana etuna sen suhteellisen helppoa muovailtavuutta. Jos leikkauksessa havaitaan, että valmis proteesi ei olekaan aivan oikean kokoinen, palaa pystytään nopeasti muotoilemaan uudelleen.

- Uusinta uutta on tietokonemallinnus, jossa kallosta tehdään kolmiulotteinen malli, jonka mukaan komposiittiproteesi tehdään juuri oikeankokoiseksi ja -muotoiseksi. Potilaat ovat olleet lopputulokseen varsin tyytyväisiä. Kallo tuntuu "omalta", kertoo Aitasalo. Kuitukomposiitista valmistetut implanttiproteesit ovat uusin aluevaltaus, toteaa professori Pekka Vallittu. Hän toimii Turun yliopiston biomateriaalitieteen professorina ja BioCity Turun biomateriaalitutkimusohjelman johtajana.

Äärettömän lujasta biohajoavaan

Turkulainen biomateriaalitutkimus on jo pitkään tutkinut myös lujien hajoamattomien biomateriaalien rinnalla myös hajovia synteettisiä materiaaleja. Tutkimuksen ansiosta materiaali-innovaatiot tekevät uusia kliinisiä aluevaltauksia.

Syövän sädehoito on tehokas hoitomuoto, mutta ulkoinen gammasädehoito vaurioittaa helposti myös ympäröivää tervettä kudosta. Pitkään on mietitty, olisiko mahdollista viedä beetasäteilyä pelkästään syöpäkasvaimeen tai tiukasti rajatulle alueelle tuhoamaan poistetun kasvaimen ympäriltä mahdollisia syöpäsoluja?

Säteilyä osataan jo pakata kapseliin ja viedä kehoon, mutta tähän asti on ollut ongelmana, miten päästä tyhjentyneestä kapselista eroon?

Vastaus voi olla biohajoava materiaali.

Tieteellisessä tutkimuksessa on yhä sijansa sattumuksilla, jotka vievät kysymyksistä vastauksiin.

Eräänä päivänä 4-5 vuotta sitten silloinen bioaktiivisen lasin tutkija

Heimo Ylänen

Dana Cacaina

- Kyllä vain! tokaisi Ylänen ja kaivoi vuosikausia pöytälaatikossaan olleen väitöskirjansa oheistutkimuksen samasta aiheesta.

Nyt Dana Cacaina on jo toista kertaa Suomessa alustavien tutkimustensa jälkeen ja tällä kertaa pidempään. Hän on muuttanut väitöskirjansa aihetta paremmin nykyistä tutkimusprojektia palvelevaksi ja väittelee syksyllä Romaniassa Cluj-Napocan yliopistossa.

Dana Cacainan tutkimus kehittää säteilyä lyhyen aikaa luovuttavaa, mutta biologisesti hajoavaa mikropallomateriaalia. Pallo voitaisiin viedä haluttuun paikkaan injisoimalla.

- Samaan aikaan on kuitenkin ryhdytty miettimään, voitaisiinko tätä sooligeelitekniikkaa hyödyntää myös siten, ettei kaikki säteilyä kudokseen vievä biomateriaali hajoaisikaan, vaan osa toimisi bioaktiivisesti kasvattaen uutta kudosta tuhoutuneen tilalle. Näin voitaisiin korvata leikkauksessa menetettyä kudosta.

- Kliininen sovellus voisi olla esimerkiksi leikattu luusyöpä, jossa säteilevä "materiaali" voisi myös osaltaan jäädä paikkaamaan poistettua luuta, sanoo Heimo Ylänen.

Lasi on aktiivinen

Turussa kehitetyn bioaktiivisen lasin ominaisuuksiin kuuluu nimensä mukaisesti se, että se aktivoi ympäröivän kudoksen kasvua. Se ei ole ainoa lääkäreitä kiinnostava ominaisuus.

- Pitkäänhän on tiedetty sekin, että bioaktiivinen lasi on antimikroobinen materiaali, huomauttaa professori Timo Närhi. Timo Närhi on hammasprotetiikan professori Turun yliopistossa.

Närhi tosin lisää, ettei aivan tarkkaan tiedetä, miksi lasi hylkii mikrobeja. Ei kestä kauaakaan, kun kahvipöydän ympärillä istuvien eri alojen tutkijoiden ja lääkäreiden kesken alkaa innokas pohdinta aiheesta.

Ulkopuolinen putoaa tutkimusviittausten sekamelskaan.

Heimo Ylänen myöntää, että monitieteinen tutkimusyhteisö on haasteellinen ympäristö kenellä tahansa uudelle tulokkaalle. Oman erikoisalan jargonia on pian opittava täydentämään milloin kemian tai materiaalitieteiden, milloin biologian terminologialla.

- Toisaalta esimerkiksi nykylääkäreiden peruskoulutus antaa aivan toisenlaiset valmiudet keskustelemaan monitieteisesti eri akateemisten alojen kanssa kuin takavuosina, muistuttaa korva-, nenä- ja kurkkutautiopin apulaisopettaja LT, HLL Matti Peltola. Hänellä itsellään on niin lääkärin kuin hammaslääkärin koulutus; väitellyt hän on lääketieteestä. Peltola on kehittänyt useita kokeellisen kirurgian malleja sekä kehittänyt kliinisiä seurantamenetelmiä, joiden avulla voidaan ennustaa biomateriaalien toimivuutta elimistössä.

Peltola on hankkinut kädentaitonsa Kalle Aitasalon ohjauksessa.

- Tässä työssä ei riitä, että on tarkkakätinen kirurgi, pitää osata myös kommunikoida eli saada omat ideat esille muiden tieteen alojen keskuuteen ja osata hyödyntää muiden alojen tarjoamia mahdollisuuksia omalla erikoisalalla, Peltola huomauttaa.

Pään alueen vammojen korjaaminen ei ole vain kliininen haaste. Kasvot ovat ihmisen kehon osa, johon ulkopuolisen katse kohdistuu ensimmäisenä. Näkyvät vammat ovat kova rasitus myös ihmisen psyykelle.