Podejście oparte na zielonej chemii dla sektora urządzeń medycznych
Wzrost popularności zabiegów laparoskopowych i robotycznych oraz innych minimalnie inwazyjnych procedur spowodował ogólnoświatowy wzrost popytu na jednorazowe wyroby medyczne. Obecnie zarówno same urządzenia, jak i wiele opakowań wykorzystywanych w sektorze medycznym, nie są biodegradowalne ani zrównoważone. Zespół projektu GREEN-MAP, finansowanego dzięki wsparciu ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie), nawiązał współpracę z uczelniami badawczymi i przedsiębiorstwami wytwarzającymi tworzywa sztuczne w celu opracowania zbioru ekologicznych alternatyw na potrzeby opakowań wyrobów medycznych i urządzeń jednorazowego użytku.
Zestaw polimerów pochodzenia biologicznego
Tworzywa sztuczne wykorzystywane do produkcji opakowań i urządzeń medycznych muszą spełniać szeroki zakres kryteriów. W zależności od zastosowania, muszą mieć twardą, sztywną powłokę lub elastyczne właściwości zbliżone do papieru. Co więcej, aby spełnić wymagania, materiały muszą również posiadać odpowiednie bariery, nawet jeśli są biodegradowalne. Zespół projektu GREEN-MAP z powodzeniem zaprojektował materiały spełniające te kryteria. Jak twierdzi Mirosława El Fray, koordynatorka projektu: „Udało nam się potwierdzić, że spośród szerokiej gamy kopolimerów można wybrać materiały pozwalające na produkcję wszystkich elementów opakowań urządzeń medycznych, takich jak sztywne powłoki, folie i powłoki papierowe, które charakteryzują odpowiednie właściwości mechaniczne i ochronne”. Konsorcjum projektu GREEN-MAP zbadało odnawialne surowce, takie jak skrobia, celuloza i oleje roślinne, aby opracować ekologiczne alternatywy dla obecnie stosowanych tworzyw sztucznych. Oprócz badania potencjalnych biopochodnych monomerów, stanowiących podstawę polimerów biodegradowalnych(odnośnik otworzy się w nowym oknie), zespół wykorzystał metody zielonej chemii oparte na enzymach i innych katalizatorach o niskim wpływie na środowisko w celu syntezy polimerów. Otrzymany w ten sposób zbiór obiecujących polimerów był istotnym osiągnięciem. Jak mówi El Fray: „Najbardziej obiecującym rezultatem projektu było opracowanie zestawu monomerów na bazie biosurowców i olejów roślinnych na potrzeby syntezy zielonych polimerów dla sektora opakowań i jednorazowych urządzeń medycznych”. Dalsze innowacje przyczyniły się do poprawy właściwości otrzymanych biopolimerów. Naukowcy przetwarzali otrzymane materiały przy użyciu różnych technik, od konwencjonalnych metod po drukowanie 3D i elektroprzędzenie. Zastosowali także bioaktywne dodatki w celu zwiększenia właściwości antybakteryjnych polimerów.
Współpraca środowiska akademickiego i przemysłu
Międzysektorowy charakter projektu przyczynił się do współpracy czterech europejskich uniwersytetów, jednej uczelni amerykańskiej i czterech europejskich przedsiębiorstw w celu tworzenia biopolimerów przeznaczonych do zastosowań medycznych. Na synergii skorzystało łącznie 65 uczestników, wśród nich szereg naukowców na początku kariery. Pomimo pandemii COVID-19, która ograniczyła możliwość uczestnictwa w wyjazdach i delegacjach, badacze byli w stanie zdobyć międzynarodowe doświadczenie i kontakty z przemysłem, zwiększając w ten sposób swoje szanse na zatrudnienie. Ponadto uczestnicy rozwinęli kompetencje dzięki lokalnym szkoleniom, w tym warsztatom i szkoleniom w zakresie oceny cyklu życia. Jak zauważa El Fray: „Projekt umożliwił zdobywanie wiedzy na temat procesów decyzyjnych dotyczących podejść eksperymentalnych, finansowania badań, mentoringu, zarządzania projektami i przedsiębiorczości. Umożliwił także dostęp do nowych obiektów badawczych i wzmocnił światowe sieci naukowe, a także przyczynił się do rozwoju współpracy i wypracowania nowych pomysłów badawczych na potrzeby przyszłych projektów”. Przedsiębiorstwa są gotowe do przejęcia pałeczki. Jeden z partnerów projektu, producent opakowań elastycznych KB Folie Polska(odnośnik otworzy się w nowym oknie), zamierza wykorzystać polimery opracowane w ramach projektu GREEN-MAP do produkcji opakowań urządzeń medycznych. Najnowsze wyniki badań biodegradowalności wskazują, że obiecujące polimery zawierające monomery oleju roślinnego straciły 70 % swojej masy po 3 miesiącach rozkładu. Dzięki ocenom cyklu życia i innym badaniom dowodzącym ekologicznego charakteru alternatywnych rozwiązań, szpitale są gotowe wdrożenia modelu gospodarki o obiegu zamkniętym.
