17.5.2019
Tohtorinväitös antibakteerisista pinnoista terveydenhuollossa
MSc Kofi Jocelyn Brobbeyn väitöskirja paperinjalostuksen alalta esitetään julkisesti tarkastettavaksi Åbo Akademin luonnontieteiden ja tekniikan tiedekunnassa perjantai 24.5.2019.
Väitöskirjan otsikkona on Antibacterial surfaces produced by liquid flame spray deposition of silver nanoparticles.
Hoitoon liittyvät infektiot(healthcare associated infections, HAI) ovat yksi suurimpia modernin terveydenhuollon ongelmista. Patogeeniset bakteerit, jotka ovat vastuussa hoitoon liittyvistä infektioista, siirtyvät epäsuorasti pintojen välityksellä. Panostamalla ennaltaehkäiseviin toimenpiteisiin voi kumulatiivisesti vähentää HAI:hin liittyviä kuluja ja kuolleisuutta. Antibakteeristen pintojen käyttöä terveydenhuollon ympäristöissä on harkittu yhtenä vaihtoehtona hoitoon liittyvien infektioiden vähentämiseen. Siksi antibakteeristen pintojen edelleen kehitys ja laaja käyttö terveydenhuollossa voisi olla askel, joka saattaisi merkittävästi pienentää ongelmaa.
Nanopartikkeleita, kasviuutteita ja muita epäorgaanisia aineita on käytetty antibakteeristen pintojen tuottamiseen. Erityisesti, hopeananopartikkelien on osoitettu omaavan laaja-alaisesti antibakteerisia vaikutuksia, mistä on seurannut niiden mittava käyttö antibakteeristen tuotteiden valmistuksessa. Nanopartikkeleiden valmistus on myös kehittynyt jatkuvasti, mutta valmistusmetodia, joka mahdollistaisi jatkuvan nanopartikkeleiden synteesin ja levityksen pinnoille ei ole ollut ennen nesteliekkiruiskutus (LFS) -menetelmän kehitystä. LFS mahdollistaa nanopartikkelien tuottamisen pinnoille suurella nopeudella, joten se soveltuu suurien antibakteeristen pintojen valmistukseen.
Tässä projektissa LFS -menetelmää käytettiin paperin, lasin ja kankaan päällystämiseen hopeananopartikkeleilla ja näin tuottamaan antibakteerisia pintoja. Nanopartikkeleilla päällystämisen jälkeen näytteet kuvannettiin pyyhkäisyelektronimikroskoopilla (SEM) ja atomivoimamikroskoopilla (AFM). Pintakemiallinen karakterisointi tehtiin fotoelektronispektroskoopilla (XPS) ja hopean liukenemista tutkittiin induktiivisesti kytketyllä plasma-massaspektrometrilla (ICP-MS). Nanopartikkeleiden adheesiota substraattiin lisättiin käyttämällä kaasufaasipinnoitusmenetelmällä tuotettua ohutta polymeeripinnoitusta ja atomikerroskasvatuksella (ALD) tuotettua Al2O3-pinnoitusta. Pintojen antibakteeriset ominaisuudet tutkittiin käyttämällä uutta ”Touch Test” -metodia, joka simuloi bakteerien siirtymistä pinnalta toiselle kosketuksesta.
Kuvantamistulokset osoittivat, että pinnassa on nanopartikkeleita ja että useammalla päällystyskierroksella niitä saadaan pintaan enemmän. AFM:n raapaisutesti kontaktimoodilla vahvisti parantuneen nanopartikkelien adheesion polymeeripinnoituksen jälkeen. Pintojen antibakteerinen vaikutus E. coli, S. aureus ja muita bakteereita vastaan osoitettiin. Lisäksi E. colin tapauksessa antibakteerinen vaikutus oli nähtävissä myös nanopartikkelipinnoilla, joissa oli ohut polymeeripinnoitus. Lisätutkimuksia tarvitaan, jotta täsmällinen antibakteerisen vaikutuksen mekanismi polymeeripinnoitetuille hopeananopartikkelipinnoille voidaan antaa, koska yleensä antibakteerisen vaikutuksen saamiseksi vaaditaan suora kontakti nanopartikkeleiden kanssa. Kuitenkin tulokset osoittavat, että ohutta immobilisointikerrosta voidaan käyttää parantamaan hopeananopartikkeleiden adheesiota substraattiin ja täten vähentää niiden pääsyä ympäristöön kuitenkin samaan aikaan ylläpitäen haluttu antibakteerinen ominaisuus.
Kofi Jocelyn Brobbeyväittelee tohtoriksi perjantaina 24.5.2019 klo 13 osoitteessa auditorio Salin, Axelia, Piispankatu 8, Turku. Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Agne Swerin, Kungliga Tekniska högskolan KTH, Ruotsi ja kustoksena dosentti Jarkko J. Saarinen, Åbo Akademi.
Kofi Jocelyn Brobbeyon syntynyt 27.1.1989 Accrassa, Ghanassa. Hän suoritti ylioppilastutkinnon 2006 Presbyterian Boys’ Senior High School -lukiossa ja BSc-tutkinnon 2011 University of Cape Coast -yliopistossa, Ghanassa.
Kofi Jocelyn Brobbeyon tavoitettavissa puhelimitse numerosta 045 158 8098 ja sähköpostitse osoitteesta kofi.brobbey@abo.fi.
Väitös on sähköisessä muodossa Doriassa:
www.doria.fi/handle/10024/168687?locale=lfi.
Klikkaamalla kuvaa saat ladattua painokelpoisen kuvan väittelijästä.
Kuva on tiedotusvälineiden vapaasti käytettävissä.