Tampereen yliopisto

Valolla aktivoituva materiaali suojaa viruksilta ja superbakteereilta

Jaa

Tampereen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet valolla aktivoituvan väriaineen, joka tuhoaa bakteereja, sieniä ja viruksia tekstiilien pinnoilta. Uraauurtavalle keksinnölle on annettu nimi LASU (light-activated antimicrobial substance), ja sitä voitaneen tulevaisuudessa käyttää esimerkiksi kasvomaskeissa suojelemaan ilmateitse välittyviltä sairauksilta kuten COVID-19 ja lääkkeille vastustuskykyisiltä bakteereilta.

LASU-tutkimusryhmä kuvattiin Festia-laboratorion tiloissa Hervannan kampuksella. Vas. eturivissä Tuula Heinonen, Lijo George ja Zafar Ahmed, takarivissä Nikita Durandin, Ville Santala ja Alexander Efimov. Kuva: Jonne Renvall / Tampereen yliopisto
LASU-tutkimusryhmä kuvattiin Festia-laboratorion tiloissa Hervannan kampuksella. Vas. eturivissä Tuula Heinonen, Lijo George ja Zafar Ahmed, takarivissä Nikita Durandin, Ville Santala ja Alexander Efimov. Kuva: Jonne Renvall / Tampereen yliopisto

Tampereen yliopiston tutkijat ovat viimeisten viiden vuoden ajan kehittäneet materiaalia, joka desinfioi itsensä valon vaikutuksesta ja jota voidaan käyttää ihmisten suojaamiseen mm. lääkkeille vastustuskykyisiä infektioita ja viruksia vastaan. Tutkimusryhmän johtajan, tohtori Alexander Efimovin mukaan innovatiivinen LASU-patenttiperhe on myyty suomalaiselle startup-yritykselle Plasmonics Oy:lle, joka jatkaa keksinnön kaupallistamista.

 – Olemme osoittaneet, että LASU on vakaampi ja tehokkaampi kuin parhaat tähän mennessä tunnetut valoherkisteet, ja mikä tärkeintä, se toimii tavallisessa sisävalossa ja soveltuu massatuotantoon. Materiaali voidaan valmistaa yksinkertaisella värjäyksellä niin, että se desinfioi itsensä tehokkaasti todellisissa olosuhteissa. Olemme testanneet LASU-väriaineen turvallisuusstandardien mukaisesti, ja sitä voidaan käyttää materiaaleissa ja esineissä, jotka ovat ihokosketuksessa ihmisten kanssa, Efimov toteaa.

Käsittely LASU-väriaineella tuottaa itsedesinfioituvia materiaaleja, jotka ovat samanaikaisesti tehokkaita sekä monenlaisia mikro-organismeja – kuten bakteereja, sieniä ja viruksia – että toistaiseksi tuntemattomia kantoja vastaan.

– Tämä tekee LASUsta täydellisen ratkaisun tulevia pandemioita ja virusmutaatioita vastaan. LASUlla käsiteltyjä materiaaleja voidaan käyttää esimerkiksi henkilösuojaimissa ja ensihoitovälineissä kriisi- ja epidemia-alueilla sekä ennaltaehkäisevänä toimena bioterrorismia vastaan, sanoo Pasi Keinänen, joka toimii General Managerina Plasmonicsilla.

Kestävä ja helppokäyttöinen väriaine superbakteereja vastaan

Uuden lähestymistavan ytimessä on taudinaiheuttajien fotodynaaminen inaktivointi (PACT, photodynamic inactivation of pathogens), jossa käytetään valoherkisteitä. Valon säteilyn vaikutuksesta syntyy reaktiivisia happilajeja (ROS), jotka tuhoavat käsiteltyjä soluja hapettamalla.

– PACT-menetelmällä on merkittäviä etuja. Ensinnäkin fotodynaaminen inaktivointi on prosessi, joka vaikuttaa kaikkiin taudinaiheuttajiin samanaikaisesti, mukaan lukien sienet, virukset ja ennestään havaitsemattomat mikrobit. Yleisenä hapetusprosessina se on myös tehokas moniresistenttejä taudinaiheuttajia vastaan. Lisäksi PACT ei myöskään aiheuta resistenssiä käsitellyissä mikro-organismeissa, Alexander Efimov selittää.

LASU-käsitellyt materiaalit ovat poikkeuksellisen tehokkaita antibiooteille vastustuskykyisiä E. coli- ja A. baylyi -bakteereja, metisilliinille vastustuskykyistä S. aureusta ja vankomysiinille vastustuskykyistä E. faecium -bakteeria sekä Candida-hiivainfektioita ja HCoV-229-koronavirusta vastaan.

– Lisäksi vakaa mutta vesiliukoinen väriaine sitoutuu hyvin tekstiileihin ja muihin materiaaleihin ja värjätty materiaali kestää pesuaineita ja valohäviämistä. Väriainetta voidaan tarvittaessa levittää helposti uudelleen, ja se estää resistenttien kantojen ja superbakteerien kasvua tehden siitä turvallisen käyttää monille lääkkeille samanaikaisesti resistenttejä taudinaiheuttajia vastaan, Efimov lisää.

Kun värjättyä pintaa valaistaan 30 minuuttia tavanomaisella sisävalolla, siinä olevat bakteerit, sienet ja virukset tuhoutuvat yli 10 000 -kertaisesti normaalitilanteeseen verrattuna.

Henkilösuojautumista tarvitaan etenkin joukkokaranteeneissa

Viimeaikaiset sikainfluenssa- ja ebolaepidemiat sekä COVID-19-pandemia ovat osoittaneet, että itsestään desinfioituville tekstiileille on suuri tarve.

– Tähän mennessä saatavilla olleita kasvomaskeja ja suojaliinoja ei ole voitu aktivoida ja käyttää turvallisesti uudelleen, eikä tällaisten tuotteiden nopea massatuotanto ole ollut mahdollista. Siten ei ole ollut ratkaisuja riittävän henkilösuojauksen varmistamiseksi joukkokaranteeneissa, oli sitten kyse yksittäisistä ihmisistä tai esimerkiksi vanhustenhuollosta, päiväkodeista tai kouluista, Alexander Efimov sanoo.

Sairaalainfektioiden leviäminen pahentaa tautitaakkaa. Noin yksi 18:sta sairaalahoidossa olevasta potilaasta sairastuu hoitoon liittyvään infektioon, joka aiheuttaa suoraan 40 000 kuolemantapausta pelkästään EU-maissa. Suurimman osan niistä aiheuttavat moniresistentit S. aureus- (MRSA), E. coli-, Enterecoccus- ja Acinetobacter-kannat. Nykyisillä itsedesinfioituvilla materiaaleilla, jotka sisältävät antibiootteja, erilaisia biosideja ja kupari- tai hopeapinnoitteita, on vakavia haittoja, koska niiden aktiivisuus heikkenee nopeasti ja ne edistävät lääkkeille vastustuskykyisten kantojen kasvua.

Tutkimusryhmä, johon Efimovin lisäksi kuuluvat Ville Santala ja Lijo George, haki LASUlle ensimmäistä patenttia vuonna 2017 ja on julkaissut kolme artikkelia innovaatiostaan. Lisäksi Lijo George väitteli aiheesta tohtoriksi vuonna 2018.

– Toteutimme vuosina 2019 ja 2020 Business Finlandin rahoittaman TUTLi-projektin laajempaa patentointia, pilottituotantoa ja testausta varten. Pääsimme myös testaamaan innovaatiotamme HCoV229e-koronavirusta vastaan, ja se osoittautui tehokkaaksi, Alexander Efimov kertoo.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Alexander Efimov
+358 40 561 3419
alexandre.efimov@tuni.fi

Kuvat

LASU-tutkimusryhmä kuvattiin Festia-laboratorion tiloissa Hervannan kampuksella. Vas. eturivissä Tuula Heinonen, Lijo George ja Zafar Ahmed, takarivissä Nikita Durandin, Ville Santala ja Alexander Efimov. Kuva: Jonne Renvall / Tampereen yliopisto
LASU-tutkimusryhmä kuvattiin Festia-laboratorion tiloissa Hervannan kampuksella. Vas. eturivissä Tuula Heinonen, Lijo George ja Zafar Ahmed, takarivissä Nikita Durandin, Ville Santala ja Alexander Efimov. Kuva: Jonne Renvall / Tampereen yliopisto
Lataa

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa. 

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto

Väitös: Ihohaavojen nuoleminen ei kannata – syljen entsyymi ei nopeuta paranemista18.8.2022 14:30:22 EEST | Tiedote

Syljen sisältämä hiilihappoanhydraasi 6 -entsyymi ei nopeuta ihohaavojen paranemista. LL Toini Pemmari havaitsi ihohaavojen paranemiseen keskittyvässä väitöstutkimuksessaan myös, että synteettinen peptidi nimeltä tCRK hakeutuu ihohaavoihin ja normaaliin ihoon. Näiden tulosten lisäksi väitöskirja sisältää uutta tietoa interleukiini-13-nimisen tulehduksenvälittäjäaineen yhteydestä ihosyövän kehittymiseen kokeellisessa mallissa.

Väitös: Palautuminen valtakunnallisista sähkökatkoista edellyttää suunnittelua, testaamista ja käytännön harjoittelua17.8.2022 09:00:00 EEST | Tiedote

Valtakunnalliset sähkökatkot eli sähkönsiirron suurhäiriöt ovat harvinaisia, mutta yhteiskunnallisilta vaikutuksiltaan mittavia. DI Antti-Juhani Nikkilän väitöstutkimus esittelee uudenlaisia ja käytännössä testattuja menetelmiä nopeuttamaan sähköjen palauttamista valtakunnallisen sähkökatkon jälkeen. Tutkimus osoittaa, että sähköjen palauttamiseen liittyvien toimintamallien harjoittelu ja sähköverkossa tehtävä käytännön testaaminen on välttämätöntä matemaattisilla simulointimalleilla tehtävän ennakkosuunnittelun lisäksi.

Väitös: Rasvakudoksen kantasolut edistävät aivohalvauksesta palautumista solu- ja eläinmalleissa11.8.2022 15:48:41 EEST | Tiedote

Kantasolut ovat lupaava hoitomuoto sairauksiin, joihin ei ole vielä tehokasta hoitomuotoa, kuten aivohalvaukseen. Miia Juntunen selvitti väitöskirjatutkimuksessaan rasvakudoksen kantasoluterapian turvallisuutta ja tehokkuutta aivohalvauksesta palautumisessa sekä solu- että eläinmallein. Tulokset osoittivat, että rasvakudoksen kantasoluterapia edisti aivohalvauksesta palautumista.

Väitös: Lasten ja nuorten kiireellisestä sijoituksesta päättäminen on sosiaalista tietotyötä11.8.2022 12:06:26 EEST | Tiedote

Suomalaisessa lastensuojelussa sosiaalityöntekijä päättää lapsen kiireellisestä sijoituksesta kodin ulkopuolelle, jos lapsen todetaan olevan välittömässä vaarassa tai asiasta on vahva epäily. Päätöksenteko on jo lähtökohtaisesti haastavaa, ja päätöksiä joudutaan usein tekemään kiireessä ja puutteellisen tiedon varassa. Yhteiskuntatieteiden maisteri Tuuli Lamponen tutki väitöskirjassaan, miten sosiaalityöntekijät tekevät näissä tilanteissa arvion ja päätöksen kiireellisen sijoituksen tarpeesta.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme