Suurten laboratorio- ja opetusrakennusten ilmanvaihto: Laboratorio ja erikoistilat

Suurten laboratoriotiloja sisältävien tutkimus- ja koulurakennusten ilmanvaihtojärjestelmät poikkeavat merkittävästi normaaleista koulu- tai toimistorakennusten järjestelmistä. Käytännössä laboratoriotiloja sisältävän rakennuksen ilmanvaihto perustuu paikallisten prosessien tarpeisiin, ja on siinä mielessä lähempänä teollisuuden- kuin tavanomaisten rakennusten ilmanvaihdon suunnittelua. Suuri mittakaava vaikuttaa suunnitteluun ja toteutukseen ilmamäärien kasvaessa merkittävästi palveltavan laitekannan mukana. Lisäksi eri tyyppisiä tiloja ja prosesseja tilojen sisällä on paljon, ja niillä on omat erityistarpeensa ja rajoitteensa. Samaan aikaan tulisi kyetä varmistamaan terveelliset olosuhteet tiloja käyttäville henkilöille kattaen sisäilmanlaadun niin ilman puhtauden, ilman nopeuden, lämpötilan, kuin äänien suhteen. Erilaiset vaatimukset muodostavat vaativan kokonaisuuden ja projektien tiukka aikataulu vaatii ennakointia, yhteistyötä, ja selkeät puitteet ja rajaukset siitä, mitä ollaan tekemässä, projektin sisällä yhteisen käsitteistön, sekä selkeät kirjaukset tehdyistä päätöksistä. Tämän opinnäytetyön tekeminen pohjautuu omakohtaisesti koettuun tarpeeseen erikoistilojen suunnittelun ohjeistuksen osalta. Työssä on käyty läpi erilaisia toteutusvaihtoehtoja ja tilakohtaisia tarpeita. Menetelmänä on käytetty havainnointia, kirjallisia lähteitä, ja niiden analysointia. Opinnäytetyön sisältöä laadittaessa on käyty läpi suunnitteluratkaisuja, toteutustapoja ja syitä, miksi niihin on päädytty. Listattu havaittuja ongelmia, ja käyty läpi niiden aiheuttamat vaikutukset sekä keinot ehkäistä vastaavia ongelmia jatkossa. Työssä on pyritty kuvaamaan kokonaisuuksia LVI-suunnittelun kannalta. Sujuvan yhteistyön kannalta on tärkeää nimetä eri laitteet ja prosessit siten, että kaikki osapuolet keskustelevat keskenään samoin termein väärinkäsitysten välttämiseksi. Työssä esitellään erilaisia määriteltyjä laitteita, joiden on todettu aiheuttavan ongelmia suunnittelun ja toteutuksen kannalta. Ilmanvaihdon ratkaisuja käydään läpi lähtien tarpeista ja tilojen asettamista rajoituksista, jatkaen tilakohtaiseen mitoitukseen sekä ilmanvaihtojärjestelmän mitoitukseen ja toimintaan kokonaisuutena. Lisäksi tarkennetaan huomioin yksittäisiä tiloja ja niiden ilmanvaihdon laitteita, joiden mitoitukseen ja valintaan tulee kiinnittää eritystä huomiota niin lähtötietoja määriteltäessä, kuin itse laitetta mitoittaessa ja valittaessa. Työn lopputuloksena havaittiin, että merkittävin saavutettavissa oleva etu niin LVI-suunnittelun, mallintamisen, kuin hankeen kustannusten kannalta oli tilojen määrittely eri olosuhdevaatimusten mukaan jo hankesuunnitteluvaiheessa. Tällöin tilojen keskinäiseen sijoitteluun voidaan aktiivisesti vaikuttaa, sekä tunnistaa kohdistettuja CFD simuloinneilla vaativat tilat riittävien pinta-alojen varmistamiseksi. Saatuja tuloksia liitteiden osalta ei julkaista

Use of dissolution data in modelling methods to describe and predict pharmacokinetics

The use of in vitro dissolution data to accurately predict the in vivo absorption of biopharmaceuticals has been a goal for decades because it is simpler and more ethically acceptable to conduct in vitro dissolution studies than in vivo bioavailability (BA) or bioequivalence (BE) studies. When developing oral small-molecule drugs, it is critical to understand how changes in formulation may affect drug concentrations in the plasma. Linking the in vitro dissolution profile of drug formulations to the exposures observed in vivo using in vitro-in vivo correlation (IVIVC) models is well suited for this purpose. The biopharmaceutics classification system (BCS) provides a method for small-molecule immediate-release (IR) generic drug development to waive BE studies using only dissolution data. Pharmacokinetic (PK) simulation modelling is an valuable tool for studying IR products that can be accepted as BCS biowaivers. PK models consider the factors influencing the absorption and BA of drugs, including physiological conditions such as pH in the gastrointestinal (GI) tract and the regional distribution of metabolic enzymes and transporters along the GI tract. Moreover, an accurate description of the dissolution and systemic PK processes is required. Physiologically-based pharmacokinetic (PBPK) modelling has recently received considerable attention in biopharmaceutical applications such as constructing IVIVC models and justifying BCS biowaivers. This provides a realistic method to incorporate physiological processes and parameters into the description of the dissolution and PK processes. The characteristics of the different populations can also be easily accounted for. In this thesis, a level A IVIVC model using a Bayesian approach for a modified-release (MR) formulation series was developed. This model is well suited for waiving BE studies, both in new oral drug formulation development and generic drug development. In addition, PK simulation models were constructed and used to set appropriate and moderately stringent dissolution criteria for BCS class 1 and 3 IR small-molecule drugs. These simulations were performed using numerous parameter combinations obtained from a multidimensional parameter space with a range relevant for actual drugs. In addition, the effect of the MDR-1 efflux transporter on the BE of its substrates was evaluated. In conclusion, this thesis provides a successful example of using Bayesian methodology to establish a level A IVIVC model for levosimendan. In addition, these findings demonstrate how the regulatory dissolution criteria of BCS class 1 and 3 drugs can be further improved to allow biowaivers when appropriate and require clinical studies only when necessary. The biowaiver criteria for BCS class 1 drugs depend on the Tmax parameter, and BCS class 3 drugs should be eligible for the biowaiver if the formulations are rapidly dissolved and their dissolution profiles are similar.Lääkeaineiden imeytymisen ennustaminen käyttäen in vitro dissoluutio- dataa on ollut tavoitteena jo pitkään, koska on eettisesti kestävämpää tehdä in vitro dissoluutio- kokeita kuin tutkia lääkeaineen bioekvivalenssia (BE) tai biologista hyväksikäytettävyyttä (BA) ihmisillä. Suun kautta otettavien pienmolekyylien kehityksessä on tärkeä huomioida kuinka formulaatio vaikuttaa lääkeainepitoisuuksiin plasmassa. In vitro- in vivo korrelaatiomallit (IVIVC) soveltuvat hyvin eri formulaatioille määritettyjen in vitro disssoluutiodatan ja lääkeaine-altistusten yhdistämiseen. Biofarmaseuttinen luokittelujärjestelmän (BCS) avulla on mahdollista korvata ihmisillä tehtävät BE-kokeet pelkästään dissoluutiodatalla suun kautta otettaville nopeasti lääkeainetta vapauttaville pienmolekyylivalmisteille. Farmakokineettisen (PK) mallinnuksen ja simuloinnin avulla voidaan tutkia nopeasti lääkeainetta vapauttavien (IR) lääkevalmisteiden kelpoisuutta BCS biowaiveriin. Näissä PK malleissa huomioidaan imeytymiseen ja biologiseen hyväksikäytettävyyteen vaikuttavat tekijät kuten fysiologiset olosuhteet, esimerkiksi ohutsuolen pH ja metabolisten entsyymien ja transportterien paikallinen ilmentyminen ohutsuolessa. Lisäksi on oleellista kuvata tarkasti dissoluutio ja systeemisen verenkierron PK prosessit. Fysiologiaan perustuvaa farmakokineettista (PBPK) mallinnusta on viime aikoina sovellettu runsaasti myös biofarmasiassa, esimerkiksi IVIVC mallien rakentamisessa ja BCS biowaiverien perustelemisessa. Tämän menetelmän avulla voidaan huomioida fysiologiset prosessit ja parametrit dissoluution ja PK prosessien kuvaamisessa. Myös erilaisten ihmisryhmien ominaisuudet voidaan helposti huomioida mallin ennusteissa. Tässä työssä kehitettiin tason A IVIVC malli käyttäen Bayeslaista menetelmää säädellysti lääkeainetta vapauttavalle (MR) formulaatiosarjalle. Tätä kehitettyä mallia voidaan käyttää korvaamaan BE- kokeita niin uusien suun kautta annosteltavien lääkkeiden formulaatiokehityksessä kuin geneerisessä lääkekehityksessä. Lisäksi kehitettiin ja käytettiin PK simulointimalleja sopivien ja riittävän tiukkojen dissoluutiokriteerien määrittelyyn BCS luokan 1 ja 3 pienmolekyyleille. Simulaatiot tehtiin käyttäen lukuisia parametriyhdistelmiä moniulotteisesta parametriavaruudesta, missä parametrien sallittu vaihteluväli saatiin käyttämällä todellisten lääkeaineiden vastaavien parametrien arvojen vaihteluväliä. Lisäksi arvioitiin sitä, kuinka suuri vaikutus bioekvivalenssiin on sillä, että lääkeaine olisi MDR-1 effluksitransportterin substraatti. Yhteenvetona voidaan todeta, että tässä työssä onnistuttiin rakentamaan tason A IVIVC malli levosimendaanille käyttäen Bayeslaista menetelmää. Lisäksi tämän työn tulokset osoittavat, että viranomaiskriteerejä BCS luokan 1 ja 3 lääkeaineille voidaan edelleen parantaa siten, että BCS biowaiverit sallitaan ihmiskokeen sijaan aina kuin mahdollista ja ihmiskokeet tehdään vain tarvittaessa. Biowaiverin myöntäminen BCS luokan 1 lääkeaineelle riippuu lääkeaineen huippupitoisuuden ajankohdasta (Tmax) ja BCS luokan 3 lääkeaineelle voidaan myöntää biowaiver, kunhan sen formulaation dissoluutio tapahtuu nopeasti ja dissoluutioprofiilit ovat rinnakkaisen ja alkuperäisen lääkevalmisteen välillä samankaltaisia

Tietomallipohjaisen LVI-suunnittelun mahdollisuudet käytetään vajavaisesti

Rakentamisen työkaluksi kehitetystä suunnitteluvaiheen tietomallintamisesta on tullut tukevan työkalun sijasta suunnittelun päätuote. Suunnittelusisällön vaativuuden kasvu ei kuitenkaan ole siirtynyt käytettäviin resursseihin hankkeiden budjetissa. Talotekniikan kannalta suunnittelun sisältöä ja tilaohjelmaa tulisi päästä ohjaamaan voimakkaammin hankesuunnitteluvaiheessa. Lisäksi suunnitelmat tulisi laatia toteutussuunnitelmatasolle ennen laskentavaihetta. Näillä toimenpiteillä voidaan rajata odottamattomia kustannuksia ja vähentää materiaalikuluja. Tämä korostuu hankkeissa, joissa on esimerkiksi tutkimus- tai laboratoriotiloja sisältäen vaihtelevan määrän palveltavia laitteita sekä erilaisia olosuhdevaatimuksia lämpötilojen, kosteuden ja äänien osalta. Artikkeli perustuu Jussi Malkin opinnäytetyöhön