Uutiset

Terveyden täsmäratkaisuja

Biodesign Finland -hankkeissa korjataan kudosvaurioita biomateriaaleilla ja tuetaan mielenterveyspotilaiden toipumista ympäristönsuunnittelulla. Kaiken lähtökohta on oikean tarpeen löytäminen.
Biodesign, kuva: Kalle Kataila
Biomateriaalit ovat hyytelömäisiä ja huokoisia, samalla tiiviitä mikrorakenteita. Polypropyleenin vahvuus on sen mekaanisissa ominaisuuksissa. Kuva: Kalle Kataila.

Alakoulun ensimmäiseltä luokalta lähtien meidät opetetaan ratkaisemaan annettuja ongelmia, ei niinkään valitsemaan ongelmaa, joka kannattaisi ratkaista”, sanoo professori Heikki Nieminen, joka vastaa Aallon Biodesign-hankkeista.

Hankkeessa tutkijoista ja opiskelijoista koostuva tiimi jalkautuu kuukaudeksi paikan päälle sairaalaan tekemään
havaintoja. Tavoitteena on löytää tarpeita tai ongelmakohtia, joita voisi ratkaista lääketieteellisen teknologian keinoin.

”Ero todellisen tarpeen ja todelliseksi luullun tarpeen välillä voi olla hiuksenhieno. Biodesignissa keskeisenä ajatuksena on ymmärtää tarve syvällisesti ennen kuin edes mietitään ratkaisuvaihtoehtoja”, Nieminen sanoo.

Yhteen tarpeeseen voi kehittää useampia ratkaisuja. Tarpeita voidaan tarkastella esimerkiksi viranomaisprosessin, liiketoiminnan tai patentoinnin näkökulmasta. Lääketieteellisen teknologian kaupallistamisessa viranomaisprosessi on kallista ja voi viedä vuosia. Kun tuote on valmis, ei asiakkaan tarvetta voi enää kyseenalaistaa. Jos tarpeen määrityksessä on epäonnistuttu alkumetreillä, ei toista mahdollisuutta tule. Biodesign-hankkeessa päädytään lopulta yhteen ratkaisuun, joka vastaa yhteen tarpeeseen.

Heikkojen kudosten tueksi

Vuoden 2019 Biodesign-tiimi vietti havainnointijakson HUSin Naistenklinikan eri osastoilla ja löysi kaikkiaan 400 ongelmaa tai tarvetta ratkaistavaksi. Valinnan kannalta ratkaisevaksi muodostui leikkaus, jota tutkijat Jani Kuula ja Eija Raussi-Lehto pääsivät seuraamaan. Siinä korjattiin synnytyksessä vaurioituneita kudoksia laskeumaverkon avulla.

”Lantionpohjan tukirakenne on monisyinen, ja siinä on useita ohuita lihaskerroksia. Lapsen pää mahtuu luisesta lantiosta juuri ja juuri, kun se kiertyy sopivasti, mutta synnytyksessä tulee usein vaurioita”, professori ja osastonylilääkäri Tomi Mikkola kertoo.

Korjaamiseen on käytetty yleisesti polypropyleenimuovista valmistettua verkkoa, joka kiinnitetään emättimen seinämään korvaamaan rikki mennyttä kudosta.

Jo 2000-luvun puolivälissä Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto FDA varoitti polypropyleeniverkkoihin  liittyvistä ongelmista. Verkko voi haurastua ja rikkoutua, mikä voi aiheuttaa potilaalle kipua tai epämiellyttäviä tuntemuksia.

Materiaali voi myös kutistua, halkeilla ja aiheuttaa tulehdusta. Ongelmat liittyvät erityisesti emättimen kautta  asetettaviin laskeumaverkkoihin, ja niiden käyttö onkin vähentynyt, joissakin maissa jopa kielletty.

”Leikkauksen jälkeiset ongelmat voivat olla yhdistelmä kirurgin leikkaustavasta ja materiaalin aiheuttamista ongelmista. Keskeistä on kehittää parempi tuote ja hoito potilaille”, Mikkola sanoo.

Rubina Ajdaryn laboratoriossa, kuva: Kalle Kaitala
Rubina Ajdaryn tutkimus laboratoriossa keskeytyi keväällä kolmeksi kuukaudeksi koronan vuoksi. Myös materiaalitoimituksissa oli viiveitä, mutta nyt työ biomateriaalien parissa jatkuu professori Orlando Rojasin tutkimusryhmässä. Kuva: Kalle Kataila.

Turvallisempi materiaalivaihtoehto

Polypropyleenin korvaajana voitaisiin käyttää biomateriaaleja. Ne ovat hyytelömäisiä ja huokoisia, samalla silti tiiviitä mikrorakenteita. Niitä voidaan myös esikäsitellä käyttötarkoitukseen sopiviksi. Vaikka biomateriaalien mekaaniset ominaisuudet eivät vedä vertoja polypropyleenille, tutkijat uskovat niiden mahdollisuuksiin.

”Biomateriaalia on jo onnistuneesti käytetty useissa lääketieteen sovelluksissa, joten se todennäköisesti soveltuu myös laskeumaverkoksi”, sanoo tutkija Rubina Ajdary.

Matka valmiiksi tuotteeksi asti on kuitenkin pitkä, ja koronakevät hidastutti tutkimuksen etenemistä. Jos keksintö päätyy tuotteeksi asti, sillä voidaan merkittävästi parantaa naisten elämänlaatua ja terveyttä. Länsimaissa tehdään vuosittain satojatuhansia gynekologisia laskeumaleikkauksia. Potilaina on useimmiten monisynnyttäjiä ja ikääntyviä naisia.

Kohti elvyttävää ympäristöä

Kevät oli poikkeuksellinen myös tänä vuonna startanneelle Biodesign-hankkeelle. Juuri työnsä aloittanut tiimi ehti olla havaintojaksolla vain lyhyen aikaa: viikon Vantaalla Peijaksen sairaalassa ja toisen viikon avoterveydenhuollossa Tikkurilan psykoosiklinikalla.

Ryhmä kiinnitti huomiota Peijaksen sairaalan psykoosilinjan suljetun osaston karuun kattoterassiin. Terassi voi olla potilaille ainoa ulkoilumahdollisuus hoitojakson aikana, jonka pituus voi olla päivästä jopa kolmeen kuukauteen.

Ulkoympäristössä voi myös olla helpompaa keskustella vaikeista aiheista, mutta mahdollisuutta ei ole juuri hyödynnetty.

”Halusimme parantaa kattoterassin viihtyisyyttä ja mahdollistaa sen monipuolisemman käytön”, sanoo Biodesign-tutkija ja terassihankkeen vetäjä Salla Keränen.

Aluksi kuultiin sekä hoitajien että potilaiden toiveita. Koronatilanteen takia tarvekartoitus tehtiin sähköisesti, ja myös maisema-arkkitehtuurin opiskelijat Anu Hakola ja Vera Rantalainen tekivät alkuvaiheen suunnittelun etänä. Kattoterassin nähtyään he halusivat luoda virikkeellisemmän paikan, joka houkuttelee viettämään aikaa ulkona.

Seinämaalaus Peijaksen sairaalan kattoterassilla.
Kekkilä on yksi Peijaksen kattoterassin yhteistyökumppaneista. Yritys auttoi etenkin kasvien ja koristekivien valinnassa. Muita yhteistyökumppaneita ovat Lehtovuori, Tikkurila, J-Trading, Rudus, SKS Mekaniikka, Muhevainen, Innogreen ja Sarokas.

Sormet multaan

Suunnittelijat hyödynsivät tietoa siitä, että kasvien on todettu virkistävän aisteja ja innostavan tarkastelemaan ympäristöä. Tämä voi edistää stressi- ja traumatilanteista toipumista.

”Yleensä teemme paljon suunnittelua tietokoneella, mutta tämä hanke oli hyvin käytännönläheinen. Pääsimme piirtämään käsin, ja loppuvaiheessa saimme sormet multaan kasveja istuttaessa. Puista patiota ja pientä kivimuuria rakentaessa siirtymä suunnittelusta toteutukseen konkretisoitui”, Anu Hakola kertoo.

Luontoelementit häivyttävät laitosmaisuutta ja voivat tukea toipumista.

”Haluamme tarjota potilaille aistikokemuksia, esimerkiksi pienen polun, jonka äärellä voi istua penkillä, ottaa kengät jalasta ja aistia eri materiaaleja kuten kiviä”, Vera Rantalainen sanoo.

Visuaalisen viestinnän muotoilun opiskelija Milja Komulainen suunnitteli kattoterassille kaksi muraalia eli seinämaalausta. Lähtökohtana olivat tutut luontoaiheet, rauhallisuus ja levollisuus. Kysely oli osoittanut, että järvi- ja metsämaisemat miellyttivät hoitajia ja potilaita. Potilaat toivoivat maalaukseen erityisesti luonnon elementtejä kuten vettä.

Yhteisöllisyyden vahvistamista

Matkan varrella kattoterassin lopputulokseen vaikuttivat monet reunaehdot. Ne liittyivät muun muassa paloturvallisuuteen, katon kantavuuteen, valittaviin kasveihin ja kalusteisiin. Esimerkiksi kaikki vesielementit karsiutuivat suunnitelmasta lopulta pois.

”Psykoosiosaston kattoterassi on erityiskohde jo ilman koronaakin”, sanoo Peijaksen sairaalan osastonhoitaja Tuomo Töhönen.

”Erityisympäristön suunnittelussa reunaehdot ja turvallisuuteen liittyvät tekijät ovat olleet haastavia. Lopulta on jäänyt hyvä tunne siitä, että suurin osa ideoimistamme paikkaa pehmentävistä elementeistä on saatu ratkaistua”, Hakola sanoo.

Uusi, viihtyisämpi kattoterassi mahdollistaa yhteisen tekemisen. Osa potilaista halusi osallistua jo rakennusvaiheeseen kantamalla kiviä muuraukseen, ruuvaamalla lautoja kiinni puiseen laituriin tai soittamalla opiskelijoille kitaraa pitkän rakennuspäivän päätteeksi.

”Lavalla voidaan pitää taide-, musiikkija rentoutusryhmiä. Ja kun potilaat haluavat paistaa makkaraa, voidaan talvellakin tehdä makkaranpaistoretki terassille. Osastomme on iso, ja yhteisöllisyys on meille tärkeää”, Töhönen
sanoo.

Tarpeen tunnistamisesta onnistuneeseen innovaatioon

• Biodesign-konsepti on kehitetty Stanfordin yliopistossa Yhdysvalloissa ja sen toivat Suomeen edesmennyt professori Paavo Kinnunen ja professori Risto Ilmoniemi.

• Tavoitteena on potilaan hyvinvoinnin, hoitotulosten ja diagnoosien parantaminen.

• Suomessa konseptia toteuttavat Aalto-yliopisto, HUS, Helsingin yliopisto ja Metropolia.

• Vuoteen 2020 mennessä konseptia on toteuttanut kuusi tiimiä, jotka ovat tunnistaneet kaikkiaan 1 400 terveydenhuollon tarvetta tai ongelmaa.

• Ensimmäisiä teknologisia ratkaisuja on jo alettu tuoda potilas- tai kotikäyttöön.

• Neljä projektia on saanut Business Finlandin kaupallistamisrahoituksen. Kaikkiaan hankkeille on tullut rahoitusta 3,6 miljoonaa euroa, josta 2,1 miljoonaa Business Finlandilta.

• Tiimien jäsenet ovat perustaneet yhteensä kuusi yritystä. Esimerkiksi SpectroCor on erikoistunut sydänkirurgiaan ja Koite Health kotioloissa annettavaan Lumoralkaksoisvalohoitoon, joka tappaa hampaista haitalliset bakteerit.

• Keväällä 2020 tutkijat etsivät ratkaisuja koronakriisiin Risto Ilmoniemen, Heikki Niemisen ja Otto Olavisen suunnitteleman verkkokyselyn avulla. Yksi hankkeista, EnviroSafe, sai rahoituksen Business Finlandilta. Hanke tähtää älykkään, viruksia tuhoavan desinfiointimenetelmän luomiseen. Menetelmällä voitaisiin tehdä sisätilojen desinfiointia turvallisesti, vaikka tilassa olisi samaan aikaan ihmisiä.

Teksti: Tiina Aulanko-Jokirinne.
Kuvat: Kalle Kataila, Pihla Lemmetyinen, Anu Hakola, Vera Rantalainen.

Artikkeli on julkaistu Aalto University Magazinen numerossa 27 lokakuussa 2020.

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

A boy jumping on a mixed reality trampoline in Superpark
Aalto Magazine Julkaistu:

Liikkeelle kuin leikkien - digitaaliset pelit motivoivat liikkumaan

Trampoliinit ja kiipeilyseinät voivat koukuttaa käyttäjänsä uudella tavalla, kun niihin yhdistetään digitaalisia kikkoja.
Mustavalkoisessa arkistokuvassa Teuvo Kohonen istuu vanhanaikaisen tietokoneen äärellä.
Aalto Magazine Julkaistu:

Tekoälyn suomalainen pioneeri teki tiedettä unissaankin

Teuvo Kohonen loi 1980-luvulla tekoälytutkimuksen tärkeän merkkipaalun: itseorganisoituvan kartan.
Suureen kaarevaan telineeseen on kiinnitetty kamera, jossa on pitkä objektiivi. Se on kohdistettu keskellä olevaan tasoon, jossa on keltainen keraaminen esine. Pöytätason vieressä on suuri valaisin ja valkokangas sen edessä. Pöydän takana punaiseen t-paitaan pukeutunut henkilö säätää laitteistoa.
Aalto Magazine Julkaistu:

Valokuvausrobotti nostaa arkistokappaleet uuteen ulottuvuuteen

Miten siirtää keraaminen esine kolmiulotteisesti tietokoneen näytölle? Kuvaamalla se yltympäriinsä 360 asteen kulmassa ja digitoimalla muodot talteen. Työ onnistuu valokuvausrobotilla, joka raksuttaa Aalto-yliopiston uudessa Space 21 -tilassa.
Jussi Impiön valokuvaan on liitetty piirrokuvitettu elementti: hänen käsiensä välissä on korkea pinkka papereita.
Aalto Magazine Julkaistu:

Oho: Olipas haluttu pesti!

Jussi Impiö aloitti kesällä 2021 Aalto-yliopiston kestävän kehityksen toimintojen johdossa. Mutta vuonna 2009 hän setvi työmarkkinoita Afrikassa.