Reuse of information for selection of methods and operating conditions for drying of pharmaceutical materials

Drying is a major step in the manufacturing process in pharmaceutical industries, and the selection of dryer and operating conditions are sometimes a bottleneck. In spite of difficulties, the bottlenecks are taken care of with utmost care due to good manufacturing practices (GMP) and industries' image in the global market. The purpose of this work is to research the use of existing knowledge for the selection of dryer and its operating conditions for drying of pharmaceutical materials with the help of methods like case-based reasoning and decision trees to reduce time and expenditure for research. The work consisted of two major parts as follows: Literature survey on the theories of spray dying, case-based reasoning and decision trees; working part includes data acquisition and testing of the models based on existing and upgraded data. Testing resulted in a combination of two models, case-based reasoning and decision trees, leading to more specific results when compared to conventional methods.

Supporting older people’s independent living at home through social and health care collaboration

Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin ikäihmisten kotona asumista sosiaali- ja terveydenhuollon yhteistyön näkökulmasta. Tutkimuksen tarkoituksena oli lisätä ymmärrystä iäkkäiden kotihoidon asiakkaiden voimavaroista arjesta selviytymisen näkökulmasta, ja tutkia miten asiakkaiden hoito sosiaali- ja terveydenhuollon yhteistyönä toteutuu. Tutkimus oli poikkileikkaustutkimus, jossa sovellettiin kuvailevaa ja vertailevaa tutkimusasetelmaa. Tutkimusaineisto kerättiin yhden länsisuomalaisen kunnan kotihoidon asiakkailta (≥65 v.) ja heitä hoitavilta ammattihenkilöiltä. Kotihoidon 21 iäkästä asiakasta kuvasivat omia voimavarojaan arjesta selviytymisen näkökulmasta sekä kokemuksiaan hoidon toteutumisesta ammattihenkilöiden yhteistyönä. Aineisto kerättiin avoimella haastattelulla ja analysoitiin sisällön analyysillä. Lisäksi 25 kotihoidon ammattihenkilöä: 13 kotipalvelun työntekijää, 11 kotisairaanhoitajaa ja lääkäri kuvasivat kokemuksiaan iäkkään asiakkaan hoidon toteutumisesta ammattihenkilöiden yhteistyönä. Aineisto kerättiin fokusryhmähaastattelulla ja analysoitiin sisällön analyysillä. Näiden tulosten sekä aikaisemman kirjallisuuden perusteella laadittiin strukturoitu kyselylomake, jolla analysoitiin ja vertailtiin asiakkaiden ja ammattihenkilöiden näkemyksiä siitä, miten asiakkaiden hoito sosiaali- ja terveydenhuollon yhteistyönä toteutui. Esitestausten jälkeen kyselylomake lähetettiin 200 kotihoidon asiakkaalle ja 570 heitä hoitavalle kotihoidon työntekijälle: 485 kotipalvelun työntekijälle, 81 kotisairaanhoitajalle ja 4 lääkärille. Kyselyyn vastasi 120 asiakasta (60 %) ja 370 ammattihenkilöä (65 %). Ryhmien välisten erojen tarkastelussa käytettiin ristiintaulukointia, Pearsonin khin neliötestiä ja Fisherin tarkan todennäköisyyden testiä. Iäkkäiden asiakkaiden kuvauksissa voimavarat muodostuivat elämänhallinnan tunteesta ja toimintatahdon säilymisestä. Asiakkaat ammensivat arkeen voimaa harrastuksista ja sosiaalisesta verkostosta, mutta ulkopuolisten asettamat elämisen ehdot, terveydentilan heikkeneminen sekä yksinäisyys asettivat ikäihmisen ja hänen voimavaransa suurten haasteiden eteen. Tulokset osoittivat, että ammattihenkilöiden toiminta oli osittain ristiriidassa ikäihmisten omien odotusten kanssa, eikä se kaikilta osin tukenut asiakkaiden omia voimavaroja. Ammattihenkilöt tekivät hoitoon liittyviä päätöksiä ja toimintoja asiakkaiden puolesta, vaikka asiakkaille itselleen oli tärkeää elämänhallinnan tunne ja toimintatahdon säilyminen. Asiakkaiden voimavarojen tukemista moniammatillisena yhteistyönä vaikeuttivat ammattihenkilöiden vaikeus tunnistaa asiakkaiden omia voimavaroja sekä niitä uhkaavia tekijöitä, tiedon kulun ongelmat, tavoitteeton ja epäyhtenäinen tapa toimia sekä ammattihenkilöiden vastakkain asettuvat näkemyserot ja toimintatavat. Asiakkaiden ja ammattihenkilöiden näkemykset toteutetusta hoidosta erosivat toisistaan tilastollisesti merkitsevästi (p<0.05). Asiakkaat arvioivat sekä itsenäiseen toimintaan tukemisen että fyysisen, psyykkisen ja sosiaalisen tuen toteutuneen työntekijöitä huonommin. Yhteistyön kehittämishaasteita kotihoidossa ovat asiakkaan oman elämänsä asiantuntijuuden vahvistaminen, toimintakulttuurin muuttaminen asiakaslähtöiseksi tavoitteelliseksi toiminnaksi, ammattihenkilöiden roolien ja vastuun selkiyttäminen sekä tiedon kulun menetelmien kehittäminen. Tutkimus vahvistaa gerontologisen hoitotieteen tietoperustaa ja tuottaa uutta tietoa, jota voidaan soveltaa sosiaali- ja terveysalan koulutuksessa ja johtamisessa

Sensitive Troponin Assays: Diagnostic and Prognostic Use in Cardiology

Cardiac troponins (cTns) are the recommended biochemical markers in the diagnosis of myocardial infarction (MI). They are very sensitive and tissue-specific but are limited by their delayed appearance in the circulation. Biochemical markers with more rapid release kinetics, e.g. myoglobin and especially heart-type fatty acid-binding protein (H-FABP), have been used to enhance the early identification of MI. The implementation of cTns into clinical practice has shown that cardiomyocyte injury occurs in many other clinical conditions than MI. The aim of this study was to evaluate the impact of modern and highly sensitive cTnI assays on the early diagnosis of MI. In a patient cohort with suspected MI, such a sensitive cTnI assay enhanced the early diagnostic accuracy when compared to a less sensitive cTnI assay and to myoglobin. When compared to H-FABP during the early hours after symptom onset, the sensitive cTnI assay showed at least similar and, after 6 hours, superior diagnostic accuracy. A positive cTnI test result had superior prognostic value when compared to H-FABP, even among early presenters. The prognostic value of cTn in acute heart failure (AHF) was evaluated in 364 patients who participated in the FINN-AKVA study. The patients presented with AHF but no acute coronary syndrome (ACS). Up to half of the patients had elevated cTn levels which were associated with higher 6-month mortality. The magnitude of cTn elevation was directly proportional to mortality. Finally, the clinical spectrum of cTnI elevations was evaluated in 991 cTnI positive emergency department (ED) patients. 83% of the patients had MI and 17% had cTnI elevation due to other clinical conditions. The latter patient group was characterized by lower absolute cTnI levels and – importantly – higher in-hospital mortality when compared to the MI patients. In conclusion, the use of a highly sensitive cTnI assay enhances the early diagnostic accuracy and risk stratification in suspected MI patients. Cardiac troponin elevations are highly prevalent also in other acute clinical conditions and indicate an adverse outcome of these patients.

Cognitively Empowering Internet-Based Patient Education for Ambulatory Orthopaedic Surgery Patients

Tiedollista voimavaraistumista tukeva internet-perustainen ohjaus päiväkirurgisille ortopedisille potilaille Tutkimuksen tarkoituksena oli kehittää tiedollista voimavaraistumista tukeva Internetperustainen potilasohjausohjelma sekä arvioida sitä. Tutkimusprosessi jaettiin kahteen vaiheeseen. Ensimmäisessä vaiheessa luotiin sisältö tiedollista voimavaraistumista tukevalle Internet-perustaiselle ohjaukselle päiväkirurgisia ortopedisia potilaita varten. Toisessa vaiheessa arvioitiin Internet-perustaisen ohjauksen (koeryhmä) hyväksyttävyyttä käyttäjien arvioimana ja ohjauksen tuloksia sekä verrattiin Internet-perustaisen ohjauksen (koeryhmä) tuloksia tiedollisesti voimavaraistumista tukevan sairaanhoitajan välittämään ohjauksen (kontrolliryhmä) tuloksiin. Tutkimuksen tavoitteena oli luoda uusi potilasohjausmuoto joka tarjoaa yksilöllisen, osallistavan ja aikaan ja paikkaan sitomattoman ohjauksen päiväkirurgiseen ortopediseen leikkaukseen tulevalle potilaalle. Tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa käytettiin kuvailevaa ja vertailevaa tutkimusmenetelmää (ennen ja jälkeen testaus). Tutkimukseen osallistui 120 päiväkirurgista ortopedista potilasta joiden tiedon odotuksia ja heille välitettyä tietoa tarkasteltiin. Tutkimuksen ensimmäisen vaiheen tuloksien ja aikaisemman voimavaraistumista käsittävän tiedon perusteella luotiin sisältö tiedollista voimavaraistumista tukevalle Internet-perustaiselle ohjaukselle. Sisältö rakentui voimavaraistavan tiedon kuudesta eri osa-alueesta. Tutkimuksen toisessa vaiheessa käytettiin randomoitua kokeellista tutkimusasetelmaa. Päiväkirurgiseen ortopediseen leikkaukseen tulevat potilaat randomoitiin koeryhmään (n=72) Internetperustaiseen ohjaukseen ja kontrolliryhmään (n=75) sairaanhoitajan välittämään ohjaukseen. Aineisto kerättiin strukturoitujen mittareiden avulla ja tulokset analysoitiin tilastollisesti. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että kehitettyä tiedollisesti voimavaraistumista tukevaa Internet-perustaista potilasohjausmenetelmää voidaan suositella käytettäväksi ortopedisten päiväkirurgisten potilaiden ohjauksessa ja potilailla on hyvät mahdollisuudet voimavaraistua tiedollisesti sen avulla. Monipuolista tietoa sisältävä Internet-perustainen ohjaus osoittautui käyttäjien näkökulmasta hyväksyttäväksi. Vaikka Internet ohjauksen hyväksyttävyys koettiin osittain heikommaksi kuin sairaanhoitajan välittämän ohjauksen, potilaat käyttivät nettisivustoa ongelmitta ja arvioivat sen helppokäyttöiseksi. Ohjausmuodolla ei ollut vaikutusta hoidosta aiheutuneisiin kustannuksiin. Sen sijaan kustannuksista organisaatiolle voitiin puolittaa sairaanhoitajan ohjaukseen käyttämä aika Internet-perustaisen ohjauksen avulla. Internet-perustaiseen ohjaukseen osallistuneiden potilaiden tiedon taso ja kokemus tiedon riittävyydestä lisääntyivät ohjauksen jälkeen enemmän kuin sairaanhoitajan välittämään potilasohjaukseen osallistuneiden potilaiden tiedot. Ohjausmuodolla ei ollut vaikutusta potilaiden kokemien tunteiden ja oireiden voimakkuuteen. Yhteenvetona voidaan todeta, että tiedollisesti voimavaraistava Internet-perustaista ohjausta voidaan suositella vaihtoehtoiseksi menetelmäksi sairaanhoitajan välittämälle ohjaukselle päiväkirurgiseen ortopediseen leikkaukseen tuleville potilaille.

Observations on the Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of Dexmedetomidine. Clinical Studies on Healthy Volunteers and Intensive Care Patients

Patients treated in intensive care units require sedation and analgesia. However, sedative drugs also have potential adverse effects, and there is no single ideal sedativeanalgesic drug for these patients. Dexmedetomidine is an apha2-adrenoceptor agonist licenced for sedation of intensive care patients and patients undergoing surgery and other invasive procedures. Several routes of parenteral administration (intravenous, intramuscular, subcutaneous and intranasal) have been utilized. In the present series of studies, the pharmacokinetics and pharmacodynamics of intranasally administered dexmedetomidine as well as the gastrointestinal effects of intravenous dexmedetomidine were determined in healthy volunteers. Pharmacokinetics of dexmedetomidine during long lasting, high-dose infusions were characterized in intensive care patients. The bioavailability of intranasal dexmedetomidine was relatively good (65%), but interindividual variation was large. Dexmedetomidine significantly inhibited gastric emptying and gastrointestinal transit. In intensive care patients, the elimination half-life of dexmedetomidine was somewhat longer than reported for infusions of shorter duration and in less ill patients or healthy volunteers. Dexmedetomidine appeared to have linear pharmacokinetics up to the studied dose rate of 2.5 μg/kg/h. Dexmedetomidine clearance was decreasing with age and its volume of distribution was increased in hypoalbuminaemic patients, resulting in a longer elimination half-life and context-sensitive half-time. Intranasally administered dexmedetomidine was efficacious and well tolerated, making it appropriate for clinical situations requiring light sedation. The clinical significance of the gastrointestinal inhibitory effects of dexmedetomidine should be further evaluated in intensive care patients. The possibility of potentially altered potency and effect duration should be taken into account when administering dexmedetomidine to elderly or hypoalbuminaemic patients.

Design and characterization of large area position sensitive radiation detectors

Planar, large area, position sensitive silicon detectors are widely utilized in high energy physics research and in medical, computed tomography (CT). This thesis describes author's research work relating to development of such detector components. The key motivation and objective for the research work has been the development of novel, position sensitive detectors improving the performance of the instruments they are intended for. Silicon strip detectors are the key components of barrel-shaped tracking instruments which are typically the innermost structures of high energy physics experimental stations. Particle colliders such as the former LEP collider or present LHC produce particle collisions and the silicon strip detector based trackers locate the trajectories of particles emanating from such collisions. Medical CT has become a regular part of everyday medical care in all developed countries. CT scanning enables x-ray imaging of all parts of the human body with an outstanding structural resolution and contrast. Brain, chest and abdomen slice images with a resolution of 0.5 mm are possible and latest CT machines are able to image whole human heart between heart beats. The two application areas are presented shortly and the radiation detection properties of planar silicon detectors are discussed. Fabrication methods and preamplifier electronics of the planar detectors are presented. Designs of the developed, large area silicon detectors are presented and measurement results of the key operating parameters are discussed. Static and dynamic performance of the developed silicon strip detectors are shown to be very satisfactory for experimental physics applications. Results relating to the developed, novel CT detector chips are found to be very promising for further development and all key performance goals are met.

Nanoparticle-Assisted Immunoassays for Point-of-Care Testing - With Specific Interest in Minimally Interference-Prone Assays for Cardiac Troponin I

Cardiac troponins (cTn) I and T are the current golden standard biochemical markers in the diagnosis and risk stratification of patients with suspected acute coronary syndrome. During the past few years, novel assays capable of detecting cTn‐concentrations in >50% of apparently healthy individuals have become readily available. With the emerging of these high sensitivity cTn assays, reductions in the assay specificity have caused elevations in the measured cTn levels that do not correlate with the clinical picture of the patient. The increased assay sensitivity may reveal that various analytical interference mechanisms exist. This doctoral thesis focused on developing nanoparticle‐assisted immunometric assays that could possibly be applied to an automated point‐of‐care system. The main objective was to develop minimally interference‐prone assays for cTnI by employing recombinant antibody fragments. Fast 5‐ and 15‐minute assays for cTnI and D‐dimer, a degradation product of fibrin, based on intrinsically fluorescent nanoparticles were introduced, thus highlighting the versatility of nanoparticles as universally applicable labels. The utilization of antibody fragments in different versions of the developed cTnI‐assay enabled decreases in the used antibody amounts without sacrificing assay sensitivity. In addition, the utilization of recombinant antibody fragments was shown to significantly decrease the measured cTnI concentrations in an apparently healthy population, as well as in samples containing known amounts of potentially interfering factors: triglycerides, bilirubin, rheumatoid factors, or human anti‐mouse antibodies. When determining the specificity of four commercially available antibodies for cTnI, two out of the four cross‐reacted with skeletal troponin I, but caused crossreactivity issues in patient samples only when paired together. In conclusion, the results of this thesis emphasize the importance of careful antibody selection when developing cTnI assays. The results with different recombinant antibody fragments suggest that the utilization of antibody fragments should strongly be encouraged in the immunoassay field, especially with analytes such as cTnI that require highly sensitive assay approaches.