Väitös teknillisen fysiikan alalta, DI Hedar Al-Terke

Väitöskirjan nimi: Functional Liquid-Fluid Interfaces Based on Hydrophobin Proteins: An Experimental Study for Medical Applications

Tohtoriopiskelija: Hedar Al-Terke
Vastaväittäjä: apulaisprofessori Outi Supponen, ETH Zurich
Kustos: professori Robin Ras, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, teknillisen fysiikan laitos

Rajapintoja on läsnä kaikkialla päivittäisessä elämässämme – ne vaikuttavat esimerkiksi niin esineiden asettamiseen pinnoille kuin lääkkeiden ottamiseen. Rajapinnat muodostuvat kahden faasin koskettaessa toisiaan. Toiminnallisilla rajapinnoilla on keskeinen rooli monissa arkipäiväisissä tehtävissä. Tässä väitöskirjassa tutkittiin, kuinka toiminnalliset rajapinnat voivat auttaa ratkaisemaan tiettyjä lääketieteellisiä haasteita. 

Väitöskirjatyön ensimmäisessä osassa tutkittiin, kuinka hydrofobiini-proteiinit muodostavat pisaroita ja kuinka proteeinit käyttäytyvät pisaroiden rajapinnalla. Tutkimus osoitti, että tietyssä pitoisuudessa ne muodostavat jäykän kerroksen, joka muuttaa pisaroiden muotoa. Tämä löytö voi olla tärkeää sekä tekniikan että lääketieteen kannalta, sillä se tarjoaa keinon kontrolloida pisaroiden muotoja erilaisissa olosuhteissa. Väitöskirjatyössä esiteltiin myös innovatiivisia tekniikoita vasta-aineiden uuttamiseen toiminnallisia rajapintoja hyödyntäen. Neste-neste-rajapintojen pinta-alaa kasvatettiin hajottamalla öljypohjainen rautapohjaisen magneettisen nesteen (engl. ferrofluid) pienemmiksi pisaroiksi magneettikentän avulla. Tämä mahdollisti rajapintojen funktionalisoinnin vasta-aineiden uuttamiseksi. 

Väitöskirjatyön toisessa osassa tutkittiin proteiinipinnoitettujen kaasukuplien ominaisuuksia. Nämä kuplat voisivat olla hyödyllisiä kontrastiaineina lääketieteellisessä kuvantamisessa ja lääkkeiden toimittamisessa tiettyihin kehon osiin. Lisäksi työssä kehitettiin ultraäänikuvantamista varten uudenlaisia proteiinipinnoitettuja kuplia, joita voidaan kohdistaa tiettyihin soluihin, kuten syöpäsoluihin. Tämä menetelmä voi parantaa lääketieteellisten kuvantamismenetelmien tarkkuutta ja herkkyyttä varhaisessa sairauksien diagnostiikassa. Tämä väitöskirja osoittaa, että toiminnallisilla rajapinnoilla on suurta potentiaalia lääketieteellisten haasteiden ratkaisemisessa. Tehdyt tutkimukset tarjoavat tietoa uusien materiaalien ja menetelmien luomisesta, jotka voivat parantaa lääketieteellistä diagnostiikkaa ja hoitoja.

Avainsanat: Toiminnalliset rajapinnat, proteeinit, kuplat, pisarat, ultraäänikuvantaminen

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/ 

Yhteystiedot:

Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/52 

Zoom pikaopas: https://www.aalto.fi/fi/palvelut/zoom-pikaopas