The roughness and imaging characterisation of different pharmaceutical surfaces

The surface properties of solid state pharmaceutics are of critical importance. Processing modifies the surfaces and effects surface roughness, which influences the performance of the final dosage form in many different levels. Surface roughness has an effect on, e.g., the properties of powders, tablet compression and tablet coating. The overall goal of this research was to understand the surface structures of pharmaceutical surfaces. In this context the specific purpose was to compare four different analysing techniques (optical microscopy, scanning electron microscopy, laser profilometry and atomic force microscopy) in various pharmaceutical applications where the surfaces have quite different roughness scale. This was done by comparing the image and roughness analysing techniques using powder compacts, coated tablets and crystal surfaces as model surfaces. It was found that optical microscopy was still a very efficient technique, as it yielded information that SEM and AFM imaging are not able to provide. Roughness measurements complemented the image data and gave quantitative information about height differences. AFM roughness data represents the roughness of only a small part of the surface and therefore needs other methods like laser profilometer are needed to provide a larger scale description of the surface. The new developed roughness analysing method visualised surface roughness by giving detailed roughness maps, which showed local variations in surface roughness values. The method was able to provide a picture of the surface heterogeneity and the scale of the roughness. In the coating study, the laser profilometer results showed that the increase in surface roughness was largest during the first 30 minutes of coating when the surface was not yet fully covered with coating. The SEM images and the dispersive X-ray analysis results showed that the surface was fully covered with coating within 15 to 30 minutes. The combination of the different measurement techniques made it possible to follow the change of surface roughness and development of polymer coating. The optical imaging techniques gave a good overview of processes affecting the whole crystal surface, but they lacked the resolution to see small nanometer scale processes. AFM was used to visualize the nanoscale effects of cleaving and reveal the full surface heterogeneity, which underlies the optical imaging. Ethanol washing changed small (nanoscale) structure to some extent, but the effect of ethanol washing on the larger scale was small. Water washing caused total reformation of the surface structure at all levels.

Effects of the digital subtitling software on the subtitling process : A survey among Finnish professional television subtitlers

Tutkielma käsittelee suomalaisten televisiotekstittäjien ammatillisuutta, käännösprosessia ja digitaalisten tekstitysohjelmien vaikutuksia tekstitysprosessiin ammattitekstittäjien näkökulmasta. Suomen television digitalisoituminen on aiheuttanut mullistuksia myös tekstitysalalla kun tekstitettävä kuvamateriaali on ryhdytty toimittamaan käännöstoimistoille ja tekstittäjille digitaalisena. Teoriaosuudessa käsitellään käännös- ja tekstitystutkimusta sekä koulutusta Suomessa, ammattitaitoa ja ammatillisuutta sekä kääntämisen apukeinoja. Tekstittäminen esitellään erikoistuneena kääntämisen muotona. On kuitenkin myös huomioitava, että kääntäminen on yksi vaihe tekstitysprosessissa. Teoriaosuus päättyy suomalaisten televisiotekstittäjien arjen ja työkentän nykytilanteen käsittelyyn – tekstittäjät työskentelevät monenlaisilla työehdoilla ja laadun kriteerit saatetaan joutua arvioimaan uudelleen. Empiirisen osan alussa esitetään, että suomalaisia televisiotekstittäjiä on haastateltu yllättävän vähän, ja Jääskeläisen ajatuksiin nojaten mainitaan, että tekstittämisen alalla on vielä paljon tutkimatta – etenkin suomalaisesta tekstitysprosessista löytyy tutkittavaa. Tutkimuskohde on ammatikseen televisioon tekstityksiä tekevät kääntäjät. Suomalaiselle tekstitykseen erikoistuneelle käännöstoimistolle työskenteleville tekstittäjille lähetettiin alkutalvesta 2008 kyselylomake, jolla kartoitettiin sekä monivalintakysymyksillä että avoimilla kysymyksillä heidän ammatillisuuttaan, työmenetelmiään, käännös- ja tekstitysprosessiaan, ammattiylpeyttään ja -identiteettiään, ajanhallintaansa, sekä heidän käyttämäänsä digitaalista tekstitysohjelmaa. Tutkimuksessa kävi ilmi, että lähes kolmanneksella vastaajista on ammatistaan neutraali tai jopa negatiivinen käsitys. Näitä tekstittäjiä yhdistää se seikka, että kaikilla on alle 5 vuotta kokemusta alalta. Valtaosa vastanneista on kuitenkin ylpeitä siitä, että toimivat suomen kielen ammattilaisina. Tekstitysprosessi oli lomakkeessa jaettu esikatseluvaiheeseen, käännösvaiheeseen, ajastamisvaiheeseen ja korjauskatseluvaiheeseen. Tekstittäjät pyydettiin mm. arvioimaan tekstitysprosessinsa kokonaiskestoa. Kestoissa ilmeni suuria eroavaisuuksia, joista ainakin osa korreloi kokemuksen kanssa. Runsas puolet vastaajista on hankkinut digitaalisen tekstitysohjelmiston käyttöönsä ja osa ajastaa edelleen käännöstoimistossa muun muassa ohjelmiston kalleuden vuoksi. Digitaalisen ohjelmiston myötä tekstitysprosessiin ja työkäytänteisiin on tullut muutoksia, kun videonauhureista ja televisioista on siirrytty pelkän tietokoneen käyttöön. On mahdollista tehdä etätyötä kaukomailta käsin, kääntää ja ajastaa lomittain tai tehdä esiajastus ja kääntää sitten. Digitaalinen tekniikka on siis mahdollistanut tekstitysprosessin muuttumisen ja vaihtoehtoiset työmenetelmät, mutta kaikista menetelmistä ei välttämättä ole tekstittäjälle hyötyä. Perinteinen tekstitysprosessi (esikatselu, repliikkijakojen merkitseminen käsikirjoitukseen, kääntäminen ja repliikkien laadinta, korjaukset ja tarkastuskatselu) vaikuttaa edelleen tehokkaimmalta. Vaikka työkäytänteet eroavat toisistaan, kokonaiskäsitys on se, että digitalisoitumisen alkukangertelujen jälkeen tekstittäjien työskentely on tehostunut.

To Petra via Jabal Haroun : Nabataean-Roman road remains in the Finnish Jabal Haroun Project survey area

Työ käsittelee Finnish Jabal Haroun Project -tutkimusryhmän Etelä-Jordaniasta inventoimalla keräämää arkeologista aineistoa (vuosilta 1999-2005) tietutkimuksen kannalta. Työn tarkoituksena on selvittää, miksi tutkimusalueella, Aaronin vuoren ympäristössä, sijaitsee tien jäänteitä ja miten tie on maastossa muinoin kulkenut. Lisäksi työ analysoi tien varsilla havaittujen rakennusten jäännösten suhdetta tiehen ja pyrkii ajoittamaan tien käyttöajankohdan (ajankohdat). Työn alkuoletuksena on, että pääosa tienvarsirakennuksista on liitettävissä tiehen ja tien sijoittuminen tutkimusalueelle johtuu pitkälti lähistöllä sijaitsevan Petran noususta merkittäväksi, Nabatealaisten harjoittaman kaupan keskukseksi, Lähi-idässä ajanlaskun alkuun mennessä. Tien jäänteitä tarkastellaan maisema-arkeologisin perustein. Tämä tarkoittaa sitä, että analyysissä korostuvat sekä kulttuuriset että ympäristölliset vaikuttimet. Niiden välistä, aikaan sidottua, suhdetta arvioidaan menneen ihmistoiminnan selittämiseksi. Tutkimusmenetelmät ovat paikkatietojärjestelmien soveltaminen, kohdekohtainen arkeologisen aineiston ja sijainnin tutkiminen, vertailevan aineiston käyttö sekä kolmiulotteinen tarkastelu. Tie ajoitetaan tienvarsikohteiden keramiikkalöytöjen avulla sekä rakenneanalyysin perusteella. Tutkimus osoittaa tien syntyneen alueen sijainnin takia. Sijainti oli edullinen suhteessa luonnonvaroihin, asutuskeskuksiin ja luontaisiin kulkuväyliin. Tien rakentajat osasivat taidokkaasti hyödyntää alueen luonnonpiirteitä ja käyttivät erityisiä menetelmiä vaikeiden tieosuuksien turvaamiseksi luonnonvoimien tuhoilta. Suurin osa tienvarsirakenteista voidaan katsoa johtuvan suoraan tien olemassaolosta, pieni osa rakenteista palveli pääsääntöisesti muita maankäytön muotoja. Petran vaikutus tien olemassaoloon ja muotoon oli suuri, kaupungin kehitys ja kukoistus näkyvät tiehen liitettävässä arkeologisessa aineistossa. Tien aktiivinen käyttö näyttää jatkuneen myös Roomalaisaikaan ensimmäisille vuosisadoille jKr., jonka jälkeen se hitaasti hiipui.

Developmental, functional brain imaging and electrophysiological evidence of visual and auditory working memory

Intact function of working memory (WM) is essential for children and adults to cope with every day life. Children with deficits in WM mechanisms have learning difficulties that are often accompanied by behavioral problems. The neural processes subserving WM, and brain structures underlying this system, continue to develop during childhood till adolescence and young adulthood. With functional magnetic resonance imaging (fMRI) it is possible to investigate the organization and development of WM. The present thesis aimed to investigate, using behavioral and neuroimaging methods, whether mnemonic processing of spatial and nonspatial visual information is segregated in the developing and mature human brain. A further aim in this research was to investigate the organization and development of audiospatial and visuospatial information processing in WM. The behavioral results showed that spatial and nonspatial visual WM processing is segregated in the adult brain. The fMRI result in children suggested that memory load related processing of spatial and nonspatial visual information engages common cortical networks, whereas selective attention to either type of stimuli recruits partially segregated areas in the frontal, parietal and occipital cortices. Deactivation mechanisms that are important in the performance of WM tasks in adults are already operational in healthy school-aged children. Electrophysiological evidence suggested segregated mnemonic processing of visual and auditory location information. The results of the development of audiospatial and visuospatial WM demonstrate that WM performance improves with age, suggesting functional maturation of underlying cognitive processes and brain areas. The development of the performance of spatial WM tasks follows a different time course in boys and girls indicating a larger degree of immaturity in the male than female WM systems. Furthermore, the differences in mastering auditory and visual WM tasks may indicate that visual WM reaches functional maturity earlier than the corresponding auditory system. Spatial WM deficits may underlie some learning difficulties and behavioral problems related to impulsivity, difficulties in concentration, and hyperactivity. Alternatively, anxiety or depressive symptoms may affect WM function and the ability to concentrate, being thus the primary cause of poor academic achievement in children.

Temporomandibular disorders and related psychosocial factors in non-patients : A survey and a clinical follow-up study based on the RDC/TMD

Temporomandibular disorders (TMD) and psychosocial factors reportedly associate. The underlying factors remain partially obscure, however, and further studies are required to clarify the relationships. The aims of this study were thus to assess in a non-patient working population the prevalence of TMD and related symptoms, and to clinically diagnose and follow the natural courses of TMD over a one-year period. In addition, possible comorbidity of temporomandibular and/or neck muscle pain and perceived stress and their impact on work performance were investigated, as well as how various psychosocial aspects relate to TMD. A questionnaire was mailed to all 30- to 55-year-old employees of the Finnish Broadcasting Company Ltd. whose employment in the Helsinki area had lasted at least five years (n = 1784). Of the 1339 subjects, who returned the questionnaire, 241 were examined according to the RDC/TMD and standard neck muscle palpation methods. Clinical signs of temporomandibular and/or neck muscle pain were found in 118 subjects. One-year follow-up TMD examinations were conducted on 211 subjects. The prevalence of frequent painless TMJ-related symptoms was 10%, orofacial pain 7%, neck pain 38%, and headache 15%. TMD diagnoses were: myofascial pain (13%), disc displacements (16%), and arthralgia, osteoarthritis, osteoarthrosis (4%). Chronic myofascial pain was present in 7% and chronic disc displacement with reduction in 11% of the subjects. Symptoms were significantly associated with almost all the studied psychosocial symptoms. Reduced work performance was significantly positively associated with continuous pain, severity of pain, and health stress perception, and according to logistic regression, somatization with the probability of having chronic myofascial pain. It could be concluded based on the results of this study among a non-patient working population that TMD and related symptoms are common and associated with psychosocial factors. Moreover, myofascial pain and disc displacement with reduction are the most common diagnoses of TMD. In addition, self-reported health related stress, and continuous pain in temporomandibular and/or neck muscles are associated with reduced work performance, and somatization is significantly associated with chronic myofascial pain.

Microsurgical Aneurysm Model in Rats and Mice: Development of Endovascular Treatment and Optimization of Magnetic Resonance Imaging

The rupture of a cerebral artery aneurysm causes a devastating subarachnoid hemorrhage (SAH), with a mortality of almost 50% during the first month. Each year, 8-11/100 000 people suffer from aneurysmal SAH in Western countries, but the number is twice as high in Finland and Japan. The disease is most common among those of working age, the mean age at rupture being 50-55 years. Unruptured cerebral aneurysms are found in 2-6% of the population, but knowledge about the true risk of rupture is limited. The vast majority of aneurysms should be considered rupture-prone, and treatment for these patients is warranted. Both unruptured and ruptured aneurysms can be treated by either microsurgical clipping or endovascular embolization. In a standard microsurgical procedure, the neck of the aneurysm is closed by a metal clip, sealing off the aneurysm from the circulation. Endovascular embolization is performed by packing the aneurysm from the inside of the vessel lumen with detachable platinum coils. Coiling is associated with slightly lower morbidity and mortality than microsurgery, but the long-term results of microsurgically treated aneurysms are better. Endovascular treatment methods are constantly being developed further in order to achieve better long-term results. New coils and novel embolic agents need to be tested in a variety of animal models before they can be used in humans. In this study, we developed an experimental rat aneurysm model and showed its suitability for testing endovascular devices. We optimized noninvasive MRI sequences at 4.7 Tesla for follow-up of coiled experimental aneurysms and for volumetric measurement of aneurysm neck remnants. We used this model to compare platinum coils with polyglycolic-polylactic acid (PGLA) -coated coils, and showed the benefits of the latter in this model. The experimental aneurysm model and the imaging methods also gave insight into the mechanisms involved in aneurysm formation, and the model can be used in the development of novel imaging techniques. This model is affordable, easily reproducible, reliable, and suitable for MRI follow-up. It is also suitable for endovascular treatment, and it evades spontaneous occlusion.

Novel surgical and imaging methods of the middle ear and temporal bone

Välikorvaleikkauksiin usein liittyvän välikorvan ja kuuloluuketjun kirurgisen rekonstruktion tavoitteena on luoda olosuhteet, jotka mahdollistavat hyvän kuulon sekä välikorvan säilymisen tulehduksettomana ja ilmapitoisena. Välikorvan rekonstruktiossa on käytetty implanttimateriaaleina perinteisesti potilaan omia kudoksia sekä tarvittaessa erilaisia hajoamattomia biomateriaaleja, mm. titaania ja silikonia. Ongelmana biomateriaalien käytössä voi olla bakteerien adherenssi eli tarttuminen vieraan materiaalin pintaan, mikä saattaa johtaa biofilmin muodostumiseen. Tämä voi aiheuttaa kroonisen, huonosti antibiootteihin reagoivan infektion kudoksessa, mikä usein käytännössä johtaa uusintaleikkaukseen ja implantin poistoon. Maitohappo- ja glykolihappopohjaiset biologisesti hajoavat polymeerit ovat olleet kliinisessä käytössä jo vuosikymmeniä. Niitä on käytetty erityisesti tukimateriaaleina mm. ortopediassa sekä kasvo- ja leukakirurgiassa. Niitä ei ole toistaiseksi käytetty välikorvakirurgiassa. Korvan kuvantamiseen käytetään ensisijaisesti tietokonetomografiaa (TT). TT-tutkimuksen ongelmana on potilaan altistuminen suhteellisen korkealle sädeannokselle, joka kasvaa kumulatiivisesti, jos kuvaus joudutaan toistamaan. Väitöskirjatyö selvittää uuden, aiemmin kliinisessä työssä rutiinisti lähinnä hampaiston ja kasvojen alueen kuvantamiseen käytetyn rajoitetun kartiokeila-TT:n soveltuvuutta korvan alueen kuvantamiseen. Väitöskirjan kahdessa ensimmäisessä osatyössä tutkittiin ja verrattiin kahden kroonisia ja postoperatiivisia korvainfektioita aiheuttavan bakteerin, Staphylococcus aureuksen ja Pseudomonas aeruginosan, in vitro adherenssia titaanin, silikonin ja kahden eri biohajoavan polymeerin (PLGA) pintaan. Lisäksi tutkittiin materiaalien albumiinipinnoituksen vaikutusta adherenssiin. Kolmannessa osatyössä tutkittiin eläinmallissa PLGA:n biokompatibiliteettia eli kudosyhteensopivuutta kokeellisessa välikorvakirurgiassa. Chinchillojen välikorviin istutettiin PLGA-materiaalia, eläimiä seurattiin, ja ne lopetettiin 6 kk:n kuluttua operaatiosta. Biokompatibiliteetin arviointi perustui kliinisiin havaintoihin sekä kudosnäytteisiin. Neljännessä osatyössä tutkittiin kartiokeila-TT:n soveltuvuutta korvan alueen kuvantamiseen vertaamalla sen tarkkuutta perinteisen spiraali-TT:n tarkkuuteen. Molemmilla laitteilla kuvattiin ohimo- eli temporaaliluita korvan alueen kliinisesti ja kirurgisesti tärkeiden rakenteiden kuvantumisen tarkkuuden arvioimiseksi. Viidennessä osatyössä arvioitiin myös operoitujen temporaaliluiden kuvantumista kartiokeila-TT:ssa. Bakteeritutkimuksissa PLGA-materiaalin pintaan tarttui keskimäärin korkeintaan saman verran tai vähemmän bakteereita kuin silikonin tai titaanin. Albumiinipinnoitus vähensi bakteeriadherenssia merkitsevästi kaikilla materiaaleilla. Eläinkokeiden perusteella PLGA todettiin hyvin siedetyksi välikorvassa. Korvakäytävissä tai välikorvissa ei todettu infektioita, tärykalvon perforaatioita tai materiaalin esiin työntymistä. Kudosnäytteissä näkyi lievää tulehdusreaktiota ja fibroosia implantin ympärillä. Temporaaliluutöissä rajoitettu kartiokeila-TT todettiin vähintään yhtä tarkaksi menetelmäksi kuin spiraali-TT välikorvan ja sisäkorvan rakenteiden kuvantamisessa, ja sen aiheuttama kertasäderasitus todettiin spiraali-TT:n vastaavaa huomattavasti vähäisemmäksi. Kartiokeila-TT soveltui hyvin välikorvaimplanttien ja postoperatiivisen korvan kuvantamiseen. Tulokset osoittavat, että PLGA on välikorvakirurgiaan soveltuva, turvallinen ja kudosyhteensopiva biomateriaali. Biomateriaalien pinnoittaminen albumiinilla vähentää merkittävästi bakteeriadherenssia niihin, mikä puoltaa pinnoituksen soveltamista implanttikirurgiassa. Kartiokeila-TT soveltuu korvan alueen kuvantamiseen. Sen tarkkuus kliinisesti tärkeiden rakenteiden osoittamisessa on vähintään yhtä hyvä ja sen potilaalle aiheuttama sädeannos pienempi kuin nykyisen korva-spiraali-TT:n. Tämä tekee menetelmästä spiraali-TT:aa potilasturvallisemman vaihtoehdon erityisesti, jos potilaan tilanne vaatii seurantaa ja useampia kuvauksia, ja jos halutaan kuvata rajoitettuja alueita uni- tai bilateraalisesti.

Functional imaging of peripheral vision and dorsal stream function in the human cerebral cortex

Visual information processing in brain proceeds in both serial and parallel fashion throughout various functionally distinct hierarchically organised cortical areas. Feedforward signals from retina and hierarchically lower cortical levels are the major activators of visual neurons, but top-down and feedback signals from higher level cortical areas have a modulating effect on neural processing. My work concentrates on visual encoding in hierarchically low level cortical visual areas in human brain and examines neural processing especially in cortical representation of visual field periphery. I use magnetoencephalography and functional magnetic resonance imaging to measure neuromagnetic and hemodynamic responses during visual stimulation and oculomotor and cognitive tasks from healthy volunteers. My thesis comprises six publications. Visual cortex forms a great challenge for modeling of neuromagnetic sources. My work shows that a priori information of source locations are needed for modeling of neuromagnetic sources in visual cortex. In addition, my work examines other potential confounding factors in vision studies such as light scatter inside the eye which may result in erroneous responses in cortex outside the representation of stimulated region, and eye movements and attention. I mapped cortical representations of peripheral visual field and identified a putative human homologue of functional area V6 of the macaque in the posterior bank of parieto-occipital sulcus. My work shows that human V6 activates during eye-movements and that it responds to visual motion at short latencies. These findings suggest that human V6, like its monkey homologue, is related to fast processing of visual stimuli and visually guided movements. I demonstrate that peripheral vision is functionally related to eye-movements and connected to rapid stream of functional areas that process visual motion. In addition, my work shows two different forms of top-down modulation of neural processing in the hierachically lowest cortical levels; one that is related to dorsal stream activation and may reflect motor processing or resetting signals that prepare visual cortex for change in the environment and another local signal enhancement at the attended region that reflects local feed-back signal and may perceptionally increase the stimulus saliency.