Väitös: Yhdistelmämateriaalit avaavat uusia mahdollisuuksia kehoon liukeneville implanteille

Biomateriaaleista pyritään kehittämään luonnollisten kudosten kaltaisia. Monet kudokset, esimerkiksi iho ja luut, ovat komposiitteja, minkä takia synteettiset komposiitit ovat luonnollinen valinta korvaamaan niitä. Komposiiteissa on valtavasti potentiaalia, sillä niiden ominaisuuksia voidaan säädellä sovelluskohtaisesti esimerkiksi materiaalivalinnoilla ja niiden määräsuhteilla.

Inari Lyyra valmisti väitöstutkimuksessa komposiitteja eri koostumuksilla. Hän keskittyi eritysesti siihen, miten koostumukset vaikuttavat komposiittien ominaisuuksiin.

– Yksi väitöstutkimuksessa kehitettyjen materiaalien eduista on niiden biohajoavuus, joka tarkoittaa, että ne liukenevat kehossa samaa vauhtia kuin kudoksen uusiutuvat. Lopulta vammapaikkaan jää vain luonnollista kudosta, eikä implantteja tarvitse poistaa erillisillä poistoleikkauksilla, Lyyra kertoo.

Komposiitit koostuvat yleensä kahdesta materiaalista, joista toinen on jatkuva faasi eli matriisi ja toinen epäjatkuva faasi eli lujite. Väitöskirjassa kehitettyjen komposiittien matriiseina tutkittiin polylaktidia (PLA) ja polybutyleenisukkinaattia (PBSu) ja lujitteina bioaktiivisia laseja. Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto on hyväksynyt kliiniseen käyttöön useita PLA-pohjaisia lääkinnällisiä laitteita. Niitä käytetään sovelluksissa, jotka liittyvät esimerkiksi kudosteknologiaan, tuki- ja liikuntaelimistöön sekä sydämeen ja verisuoniin.

PBSu:a on sitä vastoin käytetty jo vuosikymmenten ajan pakkausmateriaalina, mutta biolääketieteen sovelluksiin sitä on tutkittu varsin vähän. Bioaktiivinen lasi on myös kudoksiin liukenevaa, ja liuetessaan se muodostaa pinnalleen aktiivisen kerroksen. Tämän kerroksen on todettu edesauttavan solujen kiinnittymistä bioaktiivisen lasin pinnalle.

Väitöskirjassaan Inari Lyyra yhdisti PLA:a, PBSu:a ja bioaktiivista lasia biohajoaviksi komposiiteiksi, jotka olivat hyvin yhteensopivia solujen kanssa. Lisäksi niiden mekaaniset ominaisuudet ja hajoamisnopeus olivat muokattavissa koostumusta muuttamalla.

– Kehitettyjä komposiitteja voidaan mahdollisesti käyttää useissa sovelluksissa virtsateiden kudosteknologiasta sidekudoksen korjaamiseen, Lyyra sanoo.

Inari Lyyra on syntynyt ja asunut nuoruutensa Jyväskylässä, ja työskentelee nykyään Bioretec Oy:n tuotekehitystiimissä. Lyyra teki diplomityönsä Tampereen yliopistossa ja tutki siinä biohajoavien polymeerien sulatyöstöä. Sen jälkeen hän laajensi osaamistaan myös bioaktiivisen lasin ja komposiittien parissa.

Väitöstilaisuus tiistaina 11. kesäkuuta

Diplomi-insinööri Inari Lyyran biolääketieteen tekniikan alaan kuuluva väitöskirja Composition and properties of biodegradable composites of a bioactive glass filler and a single polymer or a blend matrix tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa tiistaina 11.6.2024 kello 12:00 Festia-rakennuksen Pieni Sali 1:ssä (Korkeakoulunkatu 8, Tampere). Vastaväittäjänä toimii professori Elizabeth Tanner, Queen Mary University of London. Kustoksena toimii professori Jonathan Massera, lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunta, Tampereen yliopisto.