Garze per ferite in alginato batterico

Fig. 1: Fibre di alginato-viscosa, prodotte con alginato batterico. © Hohenstein Institute / Fig. 1: Fibre di alginato-viscosa prodotte usando alginato batterico. © Hohenstein Institute

Fig. 2: Medicazione della ferita (non tessuto/molletta) realizzata con fibre di alginato derivate da batteri. I non tessuti di alginato batterico assorbono fino al 70% in più di liquido rispetto ai non tessuti di alginato marino. © Hohenstein Institute

Nell'ambito del progetto congiunto „AlBioTex“, ricercatori dell'Istituto Hohenstein, della B.R.A.I.N AG („BRAIN AG“; ISIN DE0005203947 / WKN 520394) e della Kelheim Fibres GmbH hanno completato con successo lo sviluppo di medicazioni per ferite a base di alginato batterico. L'obiettivo del progetto (Fondo di finanziamento 031A126 nel programma BMBF BioIndustrie 2021) era sviluppare un processo biotecnologico per la produzione di alginato e trasformarlo in prodotti a base di fibre per medicazioni. Il batterio del suolo Azotobacter vinelandii è stato utilizzato come risorsa naturale di alginato. In questo modo, si può evitare l'estrazione laboriosa del biopolimero dalle alghe brune e sostituirla con un processo sostenibile e biotecnologico.

Nel consorzio di ricerca erano coinvolti l'Istituto Hohenstein per l'innovazione tessile gGmbH di Bönnigheim (William-Küster-Institut für Hygiene, Umwelt und Medizin), l'azienda di bioeconomia BRAIN AG di Zwingenberg, il principale produttore mondiale di fibre di viscosa Kelheim Fibres GmbH e il produttore di tessuti altamente specializzati per la tecnologia medica Rökona Textilwerk GmbH di Tübingen. Grazie alla collaborazione interdisciplinare tra i partner di ricerca, è stato possibile rappresentare per la prima volta l'intero processo di produzione e lavorazione, dalla produzione biotecnologica degli alginati batterici alla produzione di fibre fino alla realizzazione di superfici tessili.

L'alginato è un biopolimero (polisaccaride) costituito da monomeri di acido guluronico e mannuronico legati glicosidicamente. La gamma di applicazioni industriali di questo biopolimero è determinata dalla sequenza e dal rapporto tra questi due zuccheri. Particolarmente richiesto è l'uso in materiali per medicazioni, grazie alla buona biocompatibilità dell'alginato, alla sua elevata capacità di assorbimento di liquidi e alle sue proprietà favorenti la guarigione.

L'alginato tradizionale ottenuto dalle alghe varia molto nella composizione dei suoi zuccheri a causa di influenze ambientali. Richiede un'elaborazione complessa per ottenere un alginato altamente puro e chimicamente definito, necessario ad esempio per applicazioni mediche. La produzione biotecnologica di alginato, invece, offre la possibilità di sintetizzare biopolimeri con proprietà definite e qualità costante per l'uso in dispositivi medici.

La coltivazione del batterio del suolo e il processo biotecnologico di produzione e isolamento degli alginati batterici sono stati stabiliti, ottimizzati e standardizzati nel progetto di ricerca avviato nel 2013. Grazie all'ottimizzazione mirata della biosintesi dell'alginato da parte del batterio, i ricercatori sono riusciti a migliorare la composizione, le proprietà e la resa dell'alginato. In questo modo, sono stati prodotti alginati su misura, particolarmente adatti alla produzione di fibre per l'uso in dispositivi medici. In un impianto pilota, i partner di ricerca sono stati in grado di filare fibre di alginato e fibre di viscosa di alginato, successivamente trasformate nel processo consolidato in innovativi non tessuti e medicazioni. Durante i test di applicazione delle nuove medicazioni, il prodotto a base di alginato biotecnologico ha dimostrato una capacità di assorbimento di liquidi significativamente superiore rispetto alle medicazioni marine commerciali. Le medicazioni batteriche assorbivano fino al 70% in più di liquidi rispetto alle medicazioni marine.

"I risultati ottenuti nel progetto di ricerca concluso con successo costituiscono la base per l'integrazione dell'alginato batterico nella produzione industriale", afferma il dott. Guido Meurer, membro della direzione della BRAIN AG. "Un altro obiettivo per il futuro è definire ulteriori campi di applicazione dell'alginato batterico e quindi aprire nuovi mercati di sbocco per 'Alginate speciali' su misura", aggiunge la dott.ssa Daniela Beck di Kelheim Fibres. "La variazione e l'ottimizzazione delle proprietà del materiale dell'alginato finora erano possibili solo con grande sforzo o erano impossibili. Grazie all'impiego della biotecnologia, ora nulla ostacola un impiego differenziato dell'alginato nel settore delle specialità tessili", afferma con entusiasmo il prof. Dirk Höfer degli Istituti Hohenstein.

Le aziende interessate ai prodotti di alginato ottenuti tramite produzione biotecnologica sono invitate a partecipare ai successi della collaborazione di ricerca. Sono disponibili numerosi campi di applicazione per una licenza della tecnologia.