Salli Antila

1. sija, Kansainvälinen sarja

The effect of temperature on the crystallization process of indomethacin
(Lämpötilan vaikutus indometasiinin kiteyttämisprosessissa)

Kilpailutyö

Turun normaalikoulun opiskelija Salli Antila, 18, vieraili opiskelijaryhmän kanssa Euroopan johtavassa hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksessa (CERN) keväällä 2009.

”Matkan aikana kiinnostuin aineiden rakennetutkimuksesta ja päätin kirjoittaa työni siihen liittyvästä aiheesta. Halusin liittää tutkimukseeni myös kokeellisen osion, jossa pääsisin tutustumaan materiaalitutkimukseen sekä siihen liittyviin menetelmiin ja laitteistoihin myös käytännössä. Opettajani Riitta Rajalan yhteyksien kautta minulle avautui mahdollisuus tehdä työ Turun yliopiston Teollisuusfysiikan laboratoriossa, joka on keskittynyt farmaseuttisten materiaalien, eli lääkeaineiden ja niiden apuaineiden fysikaalisten ominaisuuksien tutkimukseen. Fysiikan ja kemian lisäksi myös farmasia ja lääketiede ovat aina kiinnostaneet minua, joten olin erittäin innostunut kun työni aihe tarkentui lääkeaineiden rakennetutkimukseen liittyväksi.”

Sallin työ on osa laajempaa tutkimusprojektia, jossa kehitetään toiminnallisiin nanohuokoisiin pii/silika-pohjaisiin biomateriaaleihin perustuvaa lääkeannosteluteknologiaa. Uudet, aktiivisuutta osoittaneet lääkeainemolekyylit ovat usein monimutkaisia ja niille sopivien annostelumuotojen kehittäminen on haasteellista. Nanohuokoista materiaalia voidaan käyttää tabletti-lääkemuodossa aktiivisen lääkeaineen kuljettimena parantamaan tuotteen terapeuttista vaikuttavuutta, lääkemuodon stabiilisuutta ja vähentämään lääkeaineen sivuvaikutuksia. Siten lääkemolekyylien imeyttäminen nanohuokoiseen kantajamateriaaliin on projektissa keskeisessä osassa. On kuitenkin havaittu, että lääkeaineiden kiteytymiskäyttäytyminen erilaisista imeyttämisliuoksista on monimutkaista ja sitä on hyvin vaikea ennustaa kirjallisuustietojen perusteella tai mallintaa laskennallisesti. Kiteytysparametrien vaikutus lääkeaineen rakenteeseen tulisi kuitenkin hallita, jotta olisi mahdollista tuottaa korkean fysikaalisen ja kemiallisen puhtauden omaavia lopputuotteita. Siksi tarvitaankin vielä suuri määrä kokeellista tutkimustyötä.

Työssään Salli Antila tutki tärkeän kiteytysprosessiparametrin, kuivauslämpötilan, vaikutusta voimakkaan indometasiini-tulehduskipulääkkeen kiteytymiskäyttäytymiseen ja kiderakenteeseen. Sallin tavoitteena oli selvittää voitaisiinko kiteytysprosessin kuivauslämpötilaa muuttamalla tuottaa puhtaita indometasiini-lopputuotteita. Salli tutki kolmen eri kuivauslämpötilan vaikutuksen indometasiini-näytteiden kiteytymiskäyttäytymiseen, käyttäen kolmea eri rakennetutkimusmenetelmää (XRD, DSC, PLM).

Tulokset osoittivat, että indometasiinin kiteytymiskäyttäytyminen on monimutkaista, eikä täysin puhtaiden lopputuotteiden tuottaminen pelkästään kuivauslämpötilaa vaihtamalla ollut mahdollista. Lisäksi Salli havaitsi, että alin kuivauslämpötila tuotti tasalaatuisimpia indometasiini-lopputuotteita. Työ tuotti tutkimusprojektille tärkeää uutta tietoa, jota voidaan hyödyntää kiteytysprosessin ja puhtaiden komposiittituotteiden jatkokehityksessä.

Koulun puolesta Sallia ohjasi Riitta Rajala. Turun yliopiston Teollisuusfysiikan laboratoriossa Sallin työtä ohjasi tutkijakoulutettava Teemu Heikkilä.

Arvioijien mielestä Antilan aihe on lukio-opiskelijalle erittäin haasteellinen. Yliopiston tutkimusryhmässä työskentely osoittaa aktiivisuutta ja verkostoitumista, silti Antilalla ollut selkeä oma rajattu osio, jota hän on selvittänyt. Salli liikkuu työssään fysiikan ja kemian ilmiöiden molemmin puolin, ja tämä on kasvattanut työn haastavuutta entisestään. Tutkimuksen tausta on käyty läpi mm. runsaslukuisen lähdeaineiston avulla. Tutkimusmenetelmät ja -aineistot ovat erinomaiset. Esitystapa on täysin vallitsevien tieteellisten käytäntöjen mukainen ja erinomaista tasoa. Salli esittää johtopäätöksensä perusteellisesti ja käsittelee lisäksi tutkimustulostensa hyödyllisyyttä. Johtopäätösten luotettavuudessa ei ole moitteen sijaa.

Vapaa-ajallaan Salli harrastaa partiota sekä piirtää, maalaa ja matkustelee mieluusti.