Geriatrisen lääkehoidon koulutustarpeet perusterveydenhuollossa - Moniammatillisen täydennyskoulutuksen suunnittelu LOST-alueen kotihoidon henkilöstölle

Sosiaali- ja terveysministeriön 2006 julkaiseman vanhustyön ja geriatrisen lääkehoidon kehittämistä koskevan selvityksen yhtenä tärkeänä huolenaiheena oli iäkkäiden lääkehoidon useat epäkohdat, kuten iäkkäitä hoitavien hoitajien lääkeosaamiseen liittyvät puutteet ja ongelmat. Yksi keino parantaa iäkkäitä hoitavien eri tahojen lääkehoito-osaamista on täydennyskoulutus, johon kaikilla sosiaali- ja terveydenhuollon ammattiryhmillä on oikeus ja velvollisuus. Täydennyskoulutuksella pystytään myös kehittämään organisaatioiden toimintaa ja tuottamaan uusia, parempia palveluita. Tutkimuksessa selvitettiin Lohjan, Siuntion, Inkoon ja Karjalohjan muodostaman sosiaali- ja terveydenhuollon yhteistoiminta-alueen LOSTin kotihoidon yksiköiden iäkkäiden lääkehoitoihin liittyviä koulutustarpeita. Tämän tutkimuksen avulla syvennettiin samalle tutkimusryhmälle tehdyn kyselytutkimuksen tuloksia. Tutkimusaineistona käytettiin LOST-alueen kotihoidon yksiköiden hoitajille (n=150) farmaseutin lopputyönä tehtyä kyselyaineistoa sekä työntekijöille (n=6) ja esimiehille (n=6) tehtyjä erillisiä ryhmäkeskusteluja. Lisäksi näkökulman laajentamiseksi ja moniammatillisuuden korostamiseksi aineistona käytettiin kotihoidon asiakkaita hoitavien lääkärien (n=4) teemahaastatteluja. Kyselyaineistosta analysoitiin erikseen sairaanhoitajien, lähihoitajien ja kodinhoitajien koulutustarpeet. Samat asiat nousivat esille kunkin ammattiryhmän tuloksissa. Tärkeimpinä lääkehoito-osaamiseen liittyvinä teoreettisina koulutettavina asioina kyselystä nousivat esille iäkkäiden farmakokinetiikka ja lääkkeiden käyttöön liittyvät erityispiirteet, lääkkeiden vaikutukset, lääkkeiden haittavaikutukset sekä lääkkeiden yhteisvaikutukset ja yhteensopivuus. Lisäksi teoreettisista taidoista nousi hoitotyön etiikkaan liittyvät tarkkuus ja huolellisuus työssä. Käytännön taidoista tärkeimpinä koulutettavina aiheina kyselystä nousivat asiakkaiden lääkehoidon ja voinnin seuranta, lääkkeiden jakaminen sekä lääkkeiden annosteluun liittyen se, että annostellaan oikeaa lääkettä ja vahvuutta, oikea annos ja oikeaan aikaan sekä oikeat antotavat. Ryhmäkeskusteluista ja lääkärien teemahaastatteluista haettiin syvempää ymmärrystä kyselyn tuloksiin. Yksi tärkeimmistä tämän laadullisen tutkimuksen löydöksistä oli kotihoidon yhteistyöhön liittyvät epäkohdat. Lääkehoitojen toteuttamista ja seurantaa voitaisiin tulosten perusteella parantaa lääkärien ja kotihoidon hoitajien yhteisellä koulutuksella. Tärkeimpiä sairauksia tai oireita, joihin hoitajat toivoisivat yhteisiä toimintakäytäntöjä, ovat diabetes, sydän- ja verisuonisairaudet, kipu, muistisairaudet sekä psyykensairaudet. Lisäksi koulutusaiheiksi tutkimuksesta nousivat iäkkäiden lääkehoidon erityispiirteet, lääkkeiden antoreitit ja lääkemuodot. Kyselyn sekä ryhmäkeskustelujen ja lääkärien teemahaastattelujen tuloksista tehtiin lopuksi synteesi, jonka lopputuloksena LOST-alueen kotihoidon hoitohenkilöstölle sekä kotihoidon lääkäreille koottiin yhteinen tarvelähtöinen täydennyskoulutussuunnitelma. Suunnitelma tehtiin aineistosta nousseiden koulutusaiheiden pohjalta, eikä siihen lisätty aiheita tutkimuksen ulkopuolelta.

Trends in Pharmaceutical Product Development 2000-2010

Merkittävä osa alkuperäislääkevalmistajien tutkimus- ja tuotekehityskuluista näyttää olevan suunnattu olemassa olevien lääkkeiden kehittämiseen. Tämä voi oletettavasti johtaa kiinnostaviin formulaatiokehitysstrategioihin. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, voidaanko farmaseuttisen tuotekehityksen trendejä havaita myönnettyjen myyntilupien perusteella. Tutkimuksen mielenkiinnon kohteena olivat myös suurimpien lääkeyritysten käyttämät elinkaaren hallinnan keinot, joilla suojataan myyvimpiä tuotteita geneeriseltä kilpailulta ja varmistetaan markkinaosuus. Tutkimuksen painopiste oli kiinteissä oraalisissa lääkevalmisteissa. Laadullisten ja määrällisten menetelmien yhdistelmää käytettiin laajan näkökulman saamiseksi tutkittavaan aiheeseen. Suomalaisten myyntilupaviranomaisten haastatteluja käytettiin keräämään taustatietoa tutkimuksen määrällistä osaa varten. Määrällinen osa koostui myyntilupatietokannoista, jotka käsittivät kaikkien menettelyjen kautta Suomessa myönnetyt myyntiluvat, keskitetyn menettelyn kautta EU:ssa myönnetyt myyntiluvat ja maailman kymmenen suurinta lääkeyritystä USA:ssa. Tutkimustulosten perusteella rinnakkaislääkkeiden määrässä tapahtui merkittävä nousu Suomessa kaikkien menettelyjen kautta myönnetyissä myyntiluvissa ja EU:ssa keskitetyn menettelyn kautta myönnetyissä myyntiluvissa vuosina 2000-2010. Tämä muutos saattaa ainakin osaksi johtua lainsäädännöllisistä muutoksista, joilla luotiin kannustimia rinnakkaislääkkeiden käyttöön ja valmistukseen, kuten lääkevaihto ja viitehintajärjestelmä. USA:n tiedot osoittivat suurten lääkevalmistajien kiinnostuksen elinkaaren hallintaan: suurin osa maailman kymmenelle suurimmalle lääkeyritykselle myönnetyistä myyntiluvista vuosina 2005-2010 oli tähän tarkoitukseen. Elinkaaren hallinnan suhde uusiin lääkeaineisiin oli lähes 4:1. Kiinteä oraalinen lääkemuoto on kiistatta kaikista suosituin tapa annostella lääke, minkä vahvistivat sekä arvioijien haastattelut että myyntilupatiedot. Kiinteiden oraalisten rooli oli entistäkin korostuneempi rinnakkaislääkkeiden kohdalla. Kun innovatiivisuutta mitattiin epätyypillisten annosmuotojen määrällä, USA:n tiedot kiinteistä oraalisista lääkemuodoista osoittivat vahvaa innovatiivisuutta Suomen ja EU:n tietoihin verrattuna. Tämä saattaa heijastaa suurten lääkeyritysten innovatiivista tuotevalikoimaa. Epätyypillisten kiinteiden oraalisten annosmuotojen osuus oli huomattavasti pienempi rinnakkaislääkkeissä kuin alkuperäislääkkeissä kaikilla alueilla. Elinkaaren hallinnassa käytetyimmät strategiat olivat uusi formulaatio, uusi vahvuus ja uusi yhdistelmä olemassa olevasta valmisteesta. Kiinteiden oraalisten lääkemuotojen osalta kaksi kolmasosaa uusista elinkaaren hallinnan formulaatioista oli säädellysti vapauttavia valmisteita. Elinkaaren hallinta on olennainen osa suurten lääkeyritysten liiketoimintastrategiaa, ja sen tärkeyttä havainnollistettiin Coreg-tablettien tapausesimerkillä.

Lyophilized disaccharides – the effect of water during storage

Nearly one fourth of new medicinal molecules are biopharmaceutical (protein, antibody or nucleic acid derivative) based. However, the administration of these compounds is not always that straightforward due to the fragile nature of aforementioned domains in GI-tract. In addition, these molecules often exhibit poor bioavailability when administered orally. As a result, parenteral administration is commonly preferred. In addition, shelf-life of these molecules in aqueous environments is poor, unless stored in low temperatures. Another approach is to bring these molecules to anhydrous form via lyophilization resulting in enhanced stability during storage. Proteins cannot most commonly be freeze dried by themselves so some kind of excipients are nearly always necessary. Disaccharides are commonly utilized excipients in freeze-dried formulations since they provide a rigid glassy matrix to maintain the native conformation of the protein domain. They also act as "sink"-agents, which basically mean that they can absorb some moisture from the environment and still help to protect the API itself to retain its activity and therefore offer a way to robust formulation. The aim of the present study was to investigate how four amorphous disaccharides (cellobiose, melibiose, sucrose and trehalose) behave when they are brought to different relative humidity levels. At first, solutions of each disaccharide were prepared, filled into scintillation vials and freeze dried. Initial information on how the moisture induced transformations take place, the lyophilized amorphous disaccharide cakes were placed in vacuum desiccators containing different relative humidity levels for defined period, after which selected analyzing methods were utilized to further examine the occurred transformations. Affinity to crystallization, water sorption of the disaccharides, the effect of moisture on glass transition and crystallization temperature were studied. In addition FT-IR microscopy was utilized to map the moisture distribution on a piece of lyophilized cake. Observations made during the experiments backed up the data mentioned in a previous study: melibiose and trehalose were shown to be superior over sucrose and cellobiose what comes to the ability to withstand elevated humidity and temperature, and to avoid crystallization with pharmaceutically relevant moisture contents. The difference was made evident with every utilized analyzing method. In addition, melibiose showed interesting anomalies during DVS runs, which were absent with other amorphous disaccharides. Particularly fascinating was the observation made with polarized light microscope, which revealed a possible small-scale crystallization that cannot be observed with XRPD. As a result, a suggestion can safely be made that a robust formulation is most likely obtained by utilizing either melibiose or trehalose as a stabilizing agent for biopharmaceutical freeze-dried formulations. On the other hand, more experiments should be conducted to obtain more accurate information on why these disaccharides have better tolerance for elevating humidities than others.

Kohdennetut nanopartikkelit ja isotooppikuvantaminen syövän hoidossa

Syövän diagnostiikassa ja hoidossa nanopartikkelit voivat toimia kuljetinaineina lääke- ja diagnostisille aineille tai nukleiinihappojaksoille. Kantaja-aineeseen voidaan liittää kohdennusmolekyylejä partikkelien passiivista tai aktiivista kohdennusta varten tai radioleima kuvantamista tai radioterapiaa varten. Kantaja-aineiden avulla voidaan parantaa lääkeaineen fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia ja biologista hyötyosuutta, vähentää systeemisiä sivuvaikutuksia, pidentää lääkeaineen puoliintumisaikaa ja siten harventaa annosteluväliä, sekä parantaa lääkeaineen pääsyä kohdekudokseen. Näin voidaan parantaa kemo- ja radioterapian tehoa ja hoidon onnistumisen todennäköisyyttä. Kirjallisuuskatsauksessa perehdytään nanokantajien rooliin syövän hoidossa. Vuosikymmeniä jatkuneesta tutkimuksesta huolimatta vain kaksi (Eurooppa) tai kolme (Yhdysvallat) nanopartikkeliformulaatiota on hyväksytty markkinoille syövän hoidossa. Ongelmina ovat riittämätön hakeutuminen kohdekudokseen, immunogeenisyys ja nanopartikkelien labiilius. Kokeellisessa osassa tutkitaan in vitro ja hiirillä in vivo 99mTc-leimattujen, PEG-verhoiltujen biotiiniliposomien kaksivaiheista kohdennusta ihmisen munasarjan adenokarsinoomasoluihin. Kohdentamiseen käytetään biotinyloitua setuksimabi-(Erbitux®) vasta-ainetta, joka sitoutuu solujen yli-ilmentämiin EGF-reseptoreihin. Kaksivaiheista kohdennusta verrataan suoraan ja/tai passiiviseen kohdennukseen. Tehokkaampien kuvantamismenetelmien kehitys on vauhdittanut kohdennettujen nanopartikkelien tutkimusta. Isotooppikuvantamista käyttäen pystytään seuraamaan radioleiman jakautumista elimistössä ja kuvantamaan solutasolla tapahtuvia ilmiöitä. Kirjallisuuskatsauksessa perehdytään SPECT- ja PET-kuvantamiseen syövän hoidossa, sekä niiden hyödyntämiseen lääkekehityksessä nanopartikkelien kuvantamisessa. Kyseiset kuvantamismenetelmät erottuvat muista menetelmistä korkean erotuskyvyn, herkkyyden ja helppokäyttöisyyden suhteen. Kokeellisessa osassa 99mTc-leimattujen liposomien distribuutiota hiirissä tutkittiin SPECT-CT-laitteen avulla. Aktiivisuus kasvaimessa, pernassa ja maksassa kvantifioitiin InVivoScope-ohjelman ja gammalaskijan avulla. Tuloksia verrattiin keskenään. In vitro-kokeessa saavutettiin kaksivaiheisella kohdennuksella 2,7- 3,5-kertainen (solulinjasta riippuen) hakeutuminen soluihin kontrolliliposomeihin verrattuna. Kuitenkin suora kohdennus toimi kaksivaiheista kohdennusta paremmin in vitro. In vivo –kokeissa liposomit jakautuivat kasvaimeen tehokkaammin i.p.-annosteltuna kuin i.v.-annosteltuna. Kaksivaiheisella kohdennuksella saavutettiin 1,24-kertainen jakautuminen kasvaimeen (% ID/g kudosta) passiivisesti kohdennettuihin liposomeihin verrattuna. %ID/elin oli kohdennetuilla liposomeilla 5,9 % ja passiivisesti kohdennetuilla 5,4%. Todellinen ero oli siis pieni. InVivoScope:n ja gammalaskijan tulokset eivät korreloineet keskenään. Lisätutkimuksia ja menetelmän optimointia vaaditaan liposomien kohdennuksessa kasvaimeen.

Optimisation problems in wireless sensor networks

This thesis studies optimisation problems related to modern large-scale distributed systems, such as wireless sensor networks and wireless ad-hoc networks. The concrete tasks that we use as motivating examples are the following: (i) maximising the lifetime of a battery-powered wireless sensor network, (ii) maximising the capacity of a wireless communication network, and (iii) minimising the number of sensors in a surveillance application. A sensor node consumes energy both when it is transmitting or forwarding data, and when it is performing measurements. Hence task (i), lifetime maximisation, can be approached from two different perspectives. First, we can seek for optimal data flows that make the most out of the energy resources available in the network; such optimisation problems are examples of so-called max-min linear programs. Second, we can conserve energy by putting redundant sensors into sleep mode; we arrive at the sleep scheduling problem, in which the objective is to find an optimal schedule that determines when each sensor node is asleep and when it is awake. In a wireless network simultaneous radio transmissions may interfere with each other. Task (ii), capacity maximisation, therefore gives rise to another scheduling problem, the activity scheduling problem, in which the objective is to find a minimum-length conflict-free schedule that satisfies the data transmission requirements of all wireless communication links. Task (iii), minimising the number of sensors, is related to the classical graph problem of finding a minimum dominating set. However, if we are not only interested in detecting an intruder but also locating the intruder, it is not sufficient to solve the dominating set problem; formulations such as minimum-size identifying codes and locating–dominating codes are more appropriate. This thesis presents approximation algorithms for each of these optimisation problems, i.e., for max-min linear programs, sleep scheduling, activity scheduling, identifying codes, and locating–dominating codes. Two complementary approaches are taken. The main focus is on local algorithms, which are constant-time distributed algorithms. The contributions include local approximation algorithms for max-min linear programs, sleep scheduling, and activity scheduling. In the case of max-min linear programs, tight upper and lower bounds are proved for the best possible approximation ratio that can be achieved by any local algorithm. The second approach is the study of centralised polynomial-time algorithms in local graphs – these are geometric graphs whose structure exhibits spatial locality. Among other contributions, it is shown that while identifying codes and locating–dominating codes are hard to approximate in general graphs, they admit a polynomial-time approximation scheme in local graphs.

A proteomic view of probiotic Lactobacillus rhamnosus GG

Lactobacillus rhamnosus GG is a probiotic bacterium that is known worldwide. Since its discovery in 1985, the health effects and biology of this health-promoting strain have been researched at an increasing rate. However, knowledge of the molecular biology responsible for these health effects is limited, even though research in this area has continued to grow since the publication of the whole genome sequence of L. rhamnosus GG in 2009. In this thesis, the molecular biology of L. rhamnosus GG was explored by mapping the changes in protein levels in response to diverse stress factors and environmental conditions. The proteomics data were supplemented with transcriptome level mapping of gene expression. The harsh conditions of the gastro-intestinal tract, which involve acidic conditions and detergent-like bile acids, are a notable challenge to the survival of probiotic bacteria. To simulate these conditions, L. rhamnosus GG was exposed to a sudden bile stress, and several stress response mechanisms were revealed, among others various changes in the cell envelope properties. L. rhamnosus GG also responded in various ways to mild acid stress, which probiotic bacteria may face in dairy fermentations and product formulations. The acid stress response of L. rhamnosus GG included changes in central metabolism and specific responses related to the control of intracellular pH. Altogether, L. rhamnosus GG was shown to possess a large repertoire of mechanisms for responding to stress conditions, which is a beneficial character of a probiotic organism. Adaptation to different growth conditions was studied by comparing the proteome level responses of L. rhamnosus GG to divergent growth media and to different phases of growth. Comparing different growth phases revealed that the metabolism of L. rhamnosus GG is modified markedly during shift from the exponential to the stationary phase of growth. These changes were seen both at proteome and transcriptome levels and in various different cellular functions. When the growth of L. rhamnosus GG in a rich laboratory medium and in an industrial whey-based medium was compared, various differences in metabolism and in factors affecting the cell surface properties could be seen. These results led us to recommend that the industrial-type media should be used in laboratory studies of L. rhamnosus GG and other probiotic bacteria to achieve a similar physiological state for the bacteria as that found in industrial products, which would thus yield more relevant information about the bacteria. In addition, an interesting phenomenon of protein phosphorylation was observed in L. rhamnosus GG. Phosphorylation of several proteins of L. rhamnosus GG was detected, and there were hints that the degree of phosphorylation may be dependent on the growth pH.

Characterization and evaluation of melibiose as novel excipient in tablet compaction

Lactose is probably the most used tablet excipient in the field of pharmacy. Although lactose is thoroughly characterized and available in many different forms there is a need to find a replacer for lactose as a filler/binder in tablet formulations because it has some downsides. Melibiose is a relatively unknown disaccharide that has not been thoroughly characterized and not previously used as an excipient in tablets. Structurally melibiose is close to lactose as it is also formed from the same two monosaccharides, glucose and galactose. Aim of this research is to characterize and to study physicochemical properties of melibiose. Also the potential of melibiose to be used as pharmaceutical tablet excipient, even as a substitute for lactose is evaluated. Current knowledge about fundamentals of tableting and methods for determinating of deformation behavior and tabletability are reviewed. In this research Raman spectroscopy, X-ray powder diffraction (XRPD), near-infrared spectroscopy (NIR) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) were used to study differences between two melibiose batches purchased from two suppliers. In NIR and FT-IR measurements no difference between materials could be observed. XPRD and Raman however found differences between the two melibiose batches. Also the effects of moisture content and heating to material properties were studied and moisture content of materials seems to cause some differences. Thermal analytical methods, differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG) were used to study thermal behaviour of melibiose and difference between materials was found. Other melibiose batch contains residual water which evaporates at higher temperatures causing the differences in thermal behaviour. Scanning electron microscopy images were used to evaluate particle size, particle shape and morphology. Bulk, tapped and true densities and flow properties of melibiose was measured. Particle size of the melibiose batches are quite different resulting causing differences in the flowability. Instrumented tableting machine and compression simulator were used to evaluate tableting properties of melbiose compared to α-lactose monohydrate. Heckel analysis and strain-rate sensitivity index were used to determine deformation mechanism of melibiose monohydrate in relation to α–lactose monohydrate during compaction. Melibiose seems to have similar deformation behaviour than α-lactose monohydrate. Melibiose is most likely fragmenting material. Melibiose has better compactibility than α – lactose monohydrate as it produces tablets with higher tensile strength with similar compression pressures. More compression studies are however needed to confirm these results because limitations of this study.