3/2014

Pinta pelottaa bakteeria

Jyrki Mäkelä

 

Professori Jyrki Mäkelä TTY:n fysiikan laitokselta hyödyntää TTY:llä kehitettyä nesteliekkiruiskutuslaitteistoa. Laitteistolla voidaan valmistaa aerosolipohjaisia antibakteerisia nanomateriaaleja.

 

Tautien aiheuttajabakteerit parkkeeraavat mielellään ovenkahvoihin, vesihanoihin, tiskipöydälle ja muille pinnoille. Siellä ne voivat pysyä hengissä päiväkausia. Mutta antibakteeristen pinnoitteiden avulla niistä voi tehdä paikkoja, joissa bakteerien tassuja alkaa polttaa.

Bakteereja on kaikkialla. Me olemme täynnä niitä, ja luonnossa ne kulkeutuvat ilmateitse joko itsekseen tai pölyn mukana. Bakteerit parkkeeraavat erilaisille pinnoille, jotka toimivat bakteerien levittäjinä. Kuivilla pinnoilla bakteerit eivät lisäänny, mutta pysyvät hengissä – jotkut minuutteja, jotkut tunteja, ja jotkut jopa päiväkausia. Mutta heti, kun pinta kostuu, ne alkavat lisääntyä.

Erityisesti sairaalaympäristössä tämä aiheuttaa selkeän tautiriskin.

Ohuita antibakteerisia pintoja

– Antibakteeriset pinnat ovat pintoja, joihin bakteerit eivät tartu. Tai jos tarttuvat, eivät viihdy kovin kauaa. Antibakteerisia pinnoiteaineita ovat muun muassa hopea, titaanidioksidi, sinkkidioksidi, kuparidioksidi ja ceriumdioksidi. Niillä on katalysoivia ominaisuuksia, jotka saavat pinnan polttamaan bakteerien tassujen alla, kertoo professori Jyrki Mäkelä TTY:n fysiikan laitokselta.

Mäkelä, professori Martti Toivakka Åbo Akademista, professori David Cameron Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta sekä dosentti Erkki Eerola Turun yliopistosta tutkimusryhmineen ovat mukana Suomen Akatemian rahoittamassa hankkeessa, jossa tutkitaan nanorakenteisia eli äärimmäisen ohuita isoja antibakteerisia pintoja.

– Ovenkahvat ja vesihanat sairaaloissa ja julkisissa tiloissa ovat kriittisiä pisteitä, jotka voisi olla hyvä pinnoittaa. Se olisi jo puoli voittoa, Mäkelä sanoo.

Tarkoitus on myös kehittää huokoisia, paperi- tai nanosellupohjaisia materiaaleja, joista voisi tehdä antibakteerista suodattimia. Niitä voisi käyttää veden puhdistamiseen kehitysmaissa.

Nanopinnoitteista apu bakteereita vastaan

Nelivuotisen nLABS (Nanostructured Large-area Antibacterial Surfaces) -hankkeen tavoitteena on oppia ymmärtämään paremmin nanorakenteisten metalli- ja metallioksidipintojen vaikutusta erilaisiin bakteereihin. Hankkeessa kehitetään tehokkaita, kestävän kehityksen mukaisia tapoja estää bakteerien lisääntymistä pinnoilla.

Syyskuusta 2014 vuoteen 2018 kestävä tutkimushanke on saanut noin 1,5 miljoonaa euroa rahoitusta Suomen Akatemialta.

 

Edullisempia pinnoitteita pienemmillä ainemäärillä

– Hankkeessa me käytämme pintojen valmistamiseen kahta nanomenetelmää. Yksi niistä on TTY:llä kehitetty, aerosolipohjainen nesteliekkiruiskutusmenetelmä (Liquid Flame Spray, LFS). Sen avulla luodaan antibakteerisia nanohiukkasia nanorakeiksi pohjamateriaalin päälle. Toinen on Suomessa keksitty atomikerroskasvatusmenetelmä (Atomic Layer Deposition, ALD), jota Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa on kehitetty toimimaan rullalta-rullalle-tekniikkana. ALD-pinnoitteella voidaan parantaa nanorakeiden kiinnittyvyyttä pohjamateriaaliin, Mäkelä selittää.

Yhdistämällä kahden nanomenetelmän hyvät puolet saadaan aikaan kustannustehokas menetelmä, jolla antibakteerisia pintoja voidaan valmistaa halvemmalla.

Nanohiukkasten käyttäminen isompien hopeamäärien sijasta on Mäkelän mukaan kestävän kehityksen mukaista, sillä nanotekniikassa pärjätään pienemmillä ainemäärillä. Se vähentää ympäristön mineraalikuormitusta.

Terveydenhuoltojärjestelmä hyötyisi

Åbo Akademissa on asiantuntemusta sellupohjaisista materiaaleista, ja eri pinnoitemateriaalien vaikutus bakteereihin testataan Turun yliopistossa.

– Me kehitämme ensin teknologiaa, jolla pinnoitteiden vaikutusta voidaan tutkia, ja tutkimme sen jälkeen miten eri pinnoitteet toimivat käytännössä, kertoo Erkki Eerola Turun yliopiston lääketieteellisen mikrobiologian ja immunologian laitokselta.

– Kaikki viittaa siihen, että bakteerien lisääntymisen estäviä pinnoitusmateriaaleja löytyy. Tutkimuksella on selkeät terveydenhuollolliset ja kaupalliset tavoitteet, ja tällaisten pinnoitteiden löytyminen voisi olla äärimmäisen tärkeää ja eri tahoja kaupallisesti kiinnostavaa, Eerola korostaa.

Teksti: Leena Koskenlaakso
Kuva: Mika Kanerva

 
Kerro kaverille
Keinoluumateriaalia suoraan leikkaussalin hyllyltä
Keinoluumateriaalia suoraan leikkaussalin hyllyltä
3/2014
Keinoluumateriaalia suoraan leikkaussalin hyllyltä
Biohajoava nivelimplantti kasvattaa suosiotaan maailmalla
Biohajoava nivelimplantti kasvattaa suosiotaan maailmalla
3/2014
Biohajoava nivelimplantti kasvattaa suosiotaan maailmalla
Tietokone tottelee hymyä
Tietokone tottelee hymyä
3/2014
Tietokone tottelee hymyä
Aivotutkimus harppaa eteenpäin EU:n jättihankkeessa
Aivotutkimus harppaa eteenpäin EU:n jättihankkeessa
3/2014
Aivotutkimus harppaa eteenpäin EU:n jättihankkeessa
Biotekniikka tehostaa uusien lääkkeiden valmistusta
Biotekniikka tehostaa uusien lääkkeiden valmistusta
3/2014
Biotekniikka tehostaa uusien lääkkeiden valmistusta
Uusi tieto motivoi akatemiatutkijaa
Uusi tieto motivoi akatemiatutkijaa
3/2014
Uusi tieto motivoi akatemiatutkijaa
15 000 litran cocktail suoraan keuhkoihin
15 000 litran cocktail suoraan keuhkoihin
3/2014
15 000 litran cocktail suoraan keuhkoihin
Alumnien potentiaali hyötykäyttöön
Alumnien potentiaali hyötykäyttöön
3/2014
Alumnien potentiaali hyötykäyttöön
Miksi uusi vaate haisee?
Miksi uusi vaate haisee?
3/2014
Miksi uusi vaate haisee?
Yrityksen turvallisuustyö ulottuu myös vapaa-aikaan
Yrityksen turvallisuustyö ulottuu myös vapaa-aikaan
3/2014
Yrityksen turvallisuustyö ulottuu myös vapaa-aikaan
Pysäköinti muuttui maksulliseksi
Pysäköinti muuttui maksulliseksi
3/2014
Pysäköinti muuttui maksulliseksi
Tenure track -tehtävät ovat nyt avoinna
Tenure track -tehtävät ovat nyt avoinna
3/2014
Tenure track -tehtävät ovat nyt avoinna
Koska koodaaminen on joka tytön oikeus!
Koska koodaaminen on joka tytön oikeus!
3/2014
Koska koodaaminen on joka tytön oikeus!

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi