Vendajes de alginato bacteriano

Fig. 1: Fibras de alginato-viscosa, producidas con alginato bacteriano. © Instituto Hohenstein / Fig. 1: Fibras de alginato-viscosa producidas con alginato bacteriano. © Instituto Hohenstein

Fig. 2: Vendaje para heridas (no tejido/forro) hecho de fibras de alginato derivadas de bacterias. Los tejidos no tejidos de alginato bacteriano absorben hasta un 70% más de líquido que los tejidos no tejidos de alginato marino. © Instituto Hohenstein

En el marco del proyecto conjunto "AlBioTex" investigadores del Instituto Hohenstein, la B.R.A.I.N AG ("BRAIN AG"; ISIN DE0005203947 / WKN 520394) y Kelheim Fibres GmbH han finalizado con éxito el desarrollo de apósitos para heridas a partir de alginato bacteriano. El objetivo del proyecto (número de subvención 031A126 en el programa BioIndustrie 2021 del BMBF) era desarrollar un proceso biotecnológico para la producción de alginato y procesarlo en productos fibrosos para apósitos. La bacteria del suelo Azotobacter vinelandii sirvió como fuente natural de alginato. De este modo, se puede evitar la extracción laboriosa del biopolímero de las algas pardas y reemplazarla por un proceso sostenible y biotecnológico.

En la red de investigación participaron la GmbH del Instituto Hohenstein para innovación textil de Bönnigheim (Instituto William Köster para higiene, medio ambiente y medicina), la empresa de bioeconomía BRAIN AG de Zwingenberg, el fabricante líder mundial de fibras especiales de viscosa Kelheim Fibres GmbH y el productor de tejidos altamente especializados para la tecnología médica rökona Textilwerk GmbH de Tübingen. Gracias a la colaboración interdisciplinaria de los socios de investigación, por primera vez se logró representar todo el proceso de producción y procesamiento, desde la fabricación biotecnológica de los alginatos bacterianos hasta la producción de fibras y la fabricación de superficies textiles.

El alginato es un biopolímero (polisacárido) formado por monómeros de ácido gulurónico y ácido mannurónico enlazados glicosídicamente. El espectro de aplicaciones industriales del biopolímero está determinado por el orden y la proporción de estos dos bloques de azúcar. En particular, su uso en material de vendajes para heridas es muy demandado debido a su buena biocompatibilidad, su gran capacidad de absorción de líquidos y sus propiedades que favorecen la cicatrización.

El alginato convencional obtenido de algas varía mucho en su composición debido a influencias ambientales. Requiere un procesamiento laborioso para obtener un alginato de alta pureza y definido químicamente, necesario por ejemplo para aplicaciones médicas. La producción biotecnológica de alginato, en cambio, ofrece la posibilidad de sintetizar biopolímeros con propiedades definidas y calidad constante para su uso en productos médicos.

El cultivo de la bacteria del suelo, así como el proceso biotecnológico de fabricación y aislamiento de alginatos bacterianos, pudieron establecerse, optimizarse y estandarizarse en el proyecto de investigación iniciado en 2013. Gracias a la optimización dirigida de la biosíntesis de alginato por parte de la bacteria, los investigadores lograron mejorar la composición, las propiedades y el rendimiento del alginato. De este modo, pudieron producir alginatos a medida, especialmente adecuados para la producción de fibras para su uso en productos médicos. En una planta piloto, los socios de investigación pudieron hilar fibras de alginato y fibras de viscosa de alginato, y procesarlas posteriormente en el marco del proceso establecido para fabricar no tejidos innovadores o apósitos para heridas. En las pruebas de aplicación de los nuevos apósitos, el producto de alginato biotecnológico convenció por su capacidad de absorción de líquidos significativamente mejorada en comparación con apósitos marinos de alginato disponibles comercialmente. Los apósitos bacterianos absorbieron hasta un 70% más de líquidos que los apósitos marinos.

"Los resultados obtenidos en el proyecto de investigación exitosamente finalizado constituyen la base para la integración del alginato bacteriano en la producción industrial", afirma el Dr. Guido Meurer, miembro de la dirección de BRAIN AG. "Un objetivo adicional para el futuro es definir otros campos de aplicación del alginato bacteriano y así abrir nuevos mercados para 'Alginatos especiales' a medida", añade la Dra. Daniela Beck de Kelheim Fibres. "Hasta ahora, la variación y optimización de las propiedades del material del alginato solo era posible con mucho esfuerzo. Gracias al uso de la biotecnología, ahora no hay obstáculos para el uso diferenciado del alginato en el sector de especialidades textiles", comenta con entusiasmo el Prof. Dirk Höfer de los Institutos Hohenstein.

Las empresas interesadas en productos de alginato producidos mediante biotecnología están invitadas a participar en los éxitos de la cooperación de investigación. Se dispone de una serie de posibles campos de aplicación para la concesión de licencias de la tecnología.