Sebészeti kötszerek baktérium eredetű algináttal

Ábra. 1: Alginát-viszkóz szálak, baktérium által termelt algináttal készítve. © Hohenstein Intézet / Ábra. 1: Alginate-viszkóz szálak baktérium által termelt algináttal. © Hohenstein Intézet

Ábra. 2: Sebgyógyító fedőanyag (nem szőtt/filc) alginátrostokból, amelyek baktériumokból származnak. A baktérium-alginát nem szőtt anyagok akár 70%-kal több folyadékot szívnak fel, mint a tengeri alginát nem szőtt anyagok. © Hohenstein Intézet / 2. ábra: Sebgyógyító fedőanyag (nem szőtt/filc) alginátrostokból, amelyek baktériumokból származnak. A baktérium-alginát nem szőtt anyagok akár 70%-kal több folyadékot szívnak fel, mint a tengeri alginát nem szőtt anyagok. © Hohenstein Intézet

Az AlBioTex közös projekt keretében a Hohenstein Intézet, a B.R.A.I.N AG („BRAIN AG”; ISIN DE0005203947 / WKN 520394) és a Kelheim Fibres GmbH kutatói sikeresen befejezték a baktérium-alginátból készült sebtapaszok fejlesztését. A projekt (támogatási szám 031A126 a BMBF BioIndustrie 2021 programjában) célja egy biotechnológiai folyamat kidolgozása az alginát előállítására, majd ennek szálalapú termékekké alakítása sebtapaszokhoz. A természetes alginátforrásként a talajbaktérium, az Azotobacter vinelandii szolgált. Így elkerülhető a hagyományos, időigényes biopolimer kinyerése barnaalgákból, és fenntartható, biotechnológiai folyamat alkalmazásával helyettesíthető.

A kutatási konzorciumhoz a Hohenstein Intézet a Textilinnovációért gGmbH Bonnigheimből („William-Küster-Institut für Hygiene, Umwelt und Medizin”), a BRAIN AG Zwingenbergből, a világ vezető viszkóz-specialista szálgyártó Kelheim Fibres GmbH-ból, valamint a magas szintű orvosi technikai anyagokat gyártó rökona Textilwerk GmbH Tübingenből csatlakozott. A kutatópartnerek multidiszciplináris együttműködésének eredményeként első ízben sikerült modellezni a biotechnológiai alginátgyártástól a szálgyártáson át a textil felületek előállításáig terjedő teljes gyártási és feldolgozási folyamatot.

Az alginát egy biopolimer (poliszacharid), amely a glükuron- és mannuronsavból kapcsolódó monomerekből áll. A biopolimer ipari alkalmazási spektruma az ezen két cukorépítőelem sorrendjétől és arányától függ. Különösen a sebtapaszanyagokban való felhasználás igen keresett, mivel az alginát jó biokompatibilitással, magas folyadékfelszívó képességgel és gyógyító tulajdonságokkal rendelkezik.

A tengeri algákból nyert hagyományos alginát összetétele erősen változik a környezeti hatások miatt. Ezért összetett feldolgozást igényel a magas tisztaságú, biokémiailag meghatározott alginát kinyerése, amely például orvosi alkalmazásokhoz szükséges. A biotechnológiai alginátgyártás azonban lehetővé teszi, hogy meghatározott tulajdonságokkal és állandó minőséggel rendelkező biopolimereket szintetizáljunk orvostechnikai termékekhez.

A talajbaktérium kultiválása, valamint a baktérium-alginátok biotechnológiai gyártási és izolációs folyamata 2013-ban kezdődött kutatási projekt során alakult ki, lett optimalizálva és szabványosítva. Az alginát bioszintézisének célzott optimalizálásával a kutatók sikerrel javították az összetételt, ezáltal az alginát tulajdonságait és hozamát. Ennek eredményeként olyan testreszabott alginátokat tudtak gyártani, amelyek különösen alkalmasak szálgyártásra orvostechnikai alkalmazásokhoz. Egy pilot létesítményben a kutatópartnerek alginát szálakat, valamint alginát-viszkóz szálakat fonhattak, majd ezeket a már meglévő folyamat keretében innovatív nemszőtt anyagokká vagy sebtapaszokká dolgozták fel. Az új típusú sebtapaszok alkalmazásánál a biotechnológiai algináttermék jelentősen jobb folyadékfelszívó képességet mutatott a kereskedelmi forgalomban lévő tengeri alginát alapú sebtapaszokhoz képest. A baktérium-alapú sebtapaszok akár 70%-kal több folyadékot szívnak magukba, mint a tengeri algákból készült társaik.

"A sikeresen befejezett kutatási projekt eredményei alapot teremtenek a baktérium-alginát ipari szintű gyártásának integrálásához" – nyilatkozta Dr. Guido Meurer, a BRAIN AG igazgatósági tagja. "A jövő egyik további célja, hogy meghatározzuk a baktérium-alginát további alkalmazási területeit, így új értékesítési piacokat nyitva meg a személyre szabott „Spezial-Alginate” számára" – egészíti ki Dr. Daniela Beck, a Kelheim Fibres képviselője. "Az alginát anyagtulajdonságainak variálása és optimalizálása eddig vagy csak nagy erőfeszítésekkel volt lehetséges. A biotechnológia alkalmazásával azonban már semmi sem akadályozza az alginát differenciált felhasználását a textilipar speciális területein" – mondja Prof. Dirk Höfer a Hohenstein Intézetből.

Azok a vállalatok, amelyek érdeklődnek a biotechnológiai gyártásból származó alginát-termékek iránt, meghívást kapnak a kutatási együttműködés eredményeinek hasznosítására. Számos alkalmazási terület áll rendelkezésre a technológia licenceléséhez.