Kun popsit Buranaa, syöt selluloosaa – metsäyhtiöt ja yliopistot etsivät puulle uusia käyttökohteita lääketieteessä

Metsäyhtiöt ovat kiinnostuneita puiden raaka-aineiden käytöstä. Uudessa aluevaltauksessa auttaa yhteistyö lääketieteilijöiden kanssa. Kuva: Jukka Pasonen

Länsimainen lääketiede syntyi tavallaan puun alla.

Oppiaineen isänä pidettävän antiikin lääkäri Hippokrates opetti kertoman mukaan lääketiedettä kreikkalaisessa Kosin kaupungissa sijainneen plataanipuun juurella.

Hippokrateesta on aika jättänyt jo lähes 2 400 vuotta sitten, mutta puiden ja lääketieteen yhteys ei ole katkennut. Suomalaiset yliopistot ja metsäyhtiöt etsivät keinoja hyödyntää puun raaka-aineita lukuisilla eri aloilla, mukaan lukien lääketieteessä.

"Jo nykyään sairaaloista ja apteekeista löytyy yllättävän monta esimerkkiä, miten puuta voi käyttää hoidollisena materiaalina", kertoo erikoistutkija Hannes Orelma VTT:stä.

Kun puhutaan puun käytöstä lääketieteessä, täytyy hahmottaa asioita solutasolta alkaen.

Puiden solukko muodostuu kolmesta päärakennusaineesta: selluloosasta, hemiselluloosasta ja ligniinistä. Niitä on kutakin montaa erilaista tyyppiä. Kariekselta suojaavaa ksylitolia tuotetaan ksylaanista, joka on yksi hemiselluloosan tyypeistä.

Puun raaka-aineista erittäin arkiseen käyttöön on edennyt selluloosa. Monissa lääketableteissa nimittäin käytetään selluloosaa sitomassa lääkeaineita yhteen.

"Lääkeaineita voi olla jauhomaisessa muodossa todella vähäisiä määriä, jolloin niiden käyttäminen on vaikeaa. Tablettina ne on helpompi niellä", Orelma havainnollistaa.

Esimerkiksi Burana-pakkauksen tuoteselosteesta löytyy maininta mikrokiteisestä selluloosasta. Se on miedolla happokäsittelyllä jalostettua sidos- ja tukiainetta varsinaiselle lääkeaineelle.

Syy selluloosan käytölle on yksinkertainen: se ei juuri reagoi ihmissolujen kanssa. Kun lääkeaine imeytyy verenkiertoon, selluloosa poistuu kehosta muiden kuona-aineiden joukossa.

Lääkeaineiden sidosteet ovat vain yksi esimerkki selluloosan käyttötarkoituksista. Hannes Orelma kertoo, että sairaaloissa käytetään selluloosapohjaisia tyynyjä tyrehdyttämään vaikeaa verenvuotoa.

"Hapetettu selluloosa saostaa veren proteiineja niin, että haava sulkeutuu tavallista nopeammin. Muovipohjaisista materiaaleista ei löydy samanlaisista aktiivisuutta ihmiskehon kanssa."

Lääkkeistä tuttua mikrokiteistä selluloosaa on osattu tuottaa 1950-luvulta alkaen, mutta sen tuotantoprosessia jalostetaan edelleen.

Aalto-yliopisto on 2010-luvun aikana patentoitunut tuotteelle AaltoCell-nimisen valmistusmenetelmän. Se saattaa kehittää lääkkeitä entisestään, kertoo apulaisprofessori Päivi Laaksonen Aalto-yliopistosta.

"AaltoCell-selluloosalla voidaan tehdä geeliä, johon lääkeaine voidaan sitoa", hän kuvailee. "Geelistä lääkeaine vapautuu hitaasti, millä voi olla terapeuttinen merkitys."

Toisin kuin välittömästi imeytyvän lääkejauheen tapauksessa, geelin avulla voi säädellä lääkkeen vapautumista. Tällöin lääkeaineen pitoisuus pysyy potilaan kehossa tasaisempana kuin perinteisillä lääkkeillä.

Biotuotteiden ja biotekniikan laitoksella työskentelevä Laaksonen uskoo, että Aalto­Cellille löytyy muitakin käyttösovellutuksia.

"Jotkin lääkkeet eivät säily kovin hyvin. Jos pystymme suojelemaan lääkeaineita vanhenemiselta, se voi olla iso asia", hän valottaa.

"Tutkimusta on kuitenkin vielä paljon edessä."

Puun jalostus lääketeollisuuden tuotteiksi kiinnostaa myös metsäyrityksiä.

AaltoCell-selluloosaa on tarkoitus alkaa tuottaa Boreal Biorefin biojalostamolla Kemijärvellä. Tehtaan on tarkoitus aloittaa toimintansa vuonna 2020.

UPM ja Metsä Group ovat puolestaan molemmat perustaneet yksikön biotuotteiden kehittämiseen: UPM Biokemikaalit ja Metsä Spring.

Lääketieteen tuotteet olivat alun perin yksi UPM Biokemikaalien kehittämästä tuoteryhmästä. Niiden kehitystyö jatkuu nyt omana UPM Biomedicals -yksikkönä yhtiön sisällä, kertoo hankkeesta vastaava johtaja Pekka Hurskainen.

"Odotamme, että saamme tästä merkittävää liiketoimintaa UPM:lle."

Metsäyhtiölle on luontevaa pyrkiä hyödyntämään saatavilla oleva puuraaka-aine kaikilta osin, hän huomauttaa. Biolääketieteen sovellutukset olisivat korkean lisäarvon erikoistuote.

UPM hakee tietotaitoa uusien tuotteiden kehittämiseen yhteistyökumppaneilta yrityksen ulkopuolelta.

"Yhteistyöverkoston merkitystä ei voi vähätellä, kun mennään uusille alueille. Meillä ei ole tästä samanlaista osaamista kuin paperinvalmistuksesta", Hurskainen toteaa.

Sen sijaan keväällä perustetun Metsä Springin toimintaan lääketieteen sovellutukset eivät ole toistaiseksi kuuluneet, kertoo yhtiön toimitusjohtaja Niklas von Weymarn.

"Lääketieteen sovellukset ovat toki haastavia, jotta saadaan osoitettua toimivuus ja hankittua luvat."

Hän kuitenkin korostaa, ettei mitään käyttökohteita ole suljettu pois. Aivan kuten UPM, yhtiö etsii uusia aluevaltauksia yhteistyökumppanien kanssa.

Tärkeitä yhteistyötahoja puun lääketieteellisten sovellusten kartoittamissa ovat yliopistot ja niiden keskussairaalat.

UPM tekee tiivistä yhteistyötä Helsingin yliopiston farmasian tiedekunnan kanssa. Siellä selluloosan uusia käyttötapoja lääketieteeseen on tutkittu vuosien ajan.

Professori Marjo Yliperttula on ollut kehittämässä nanoselluloosasta GrowDex-nimistä geeliä, joka toimii kasvatusalustana soluviljelmille. UPM on ostanut geelin patentin ja etsii sille uusia käyttökohteita.

Solujen kasvatusalustalla voidaan esimerkiksi testata syöpäsolujen vastustuskykyä lääkkeitä vastaan.

Nanoselluloosasta pyritään myös kehittämään keinoelimiä ihmisille. Oulun yliopistossa tutkimusryhmä hyödyntää nanoselluloosaa minimunuaisen valmistuksessa ( MT Kantri 15.11.2017).

Yliperttulan mukaan selluloosa soveltuu hyvin lääketieteelliseen käyttötarkoitukseen.

"Selluloosa pitää solut aloillaan, eikä juuri kommunikoi niiden kanssa. Sillä ei ole kemiallista, fysikaalista eikä biokemiallista vuorovaikutusta ihmisen soluihin."

Toinen esimerkki Helsingin yliopiston kehittämästä nanoselluloosatuotteesta on kalvo ihonsiirtopotilaiden hoitoon.

Esimerkiksi palovamma­potilailla tervettä ihoa siirretään vaurioituneen tilalle. Ihonottoalueelle laitettava nanoselluloosakalvo suojaa ihon kasvua ja parantumista.

"Kun iho on parantunut, kalvo putoaa itsekseen pois. Ihoon ei tule edes arpea", Yliperttula kertoo. "Helsingissä on kalvon kanssa kuntoutettu 33 palovammapotilasta."

Tulevista innovaatioista professori vaikenee. Kaikesta päätellen lääketieteellinen työ puun varjossa kuitenkin jatkuu edelleen:

"Puhun vain sellaisista asioista, joista patentit on jo kirjoitettu."