Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Wynalazek z AGH. Membrana ze skrobi może być opakowaniem i opatrunkiem

Recommended Posts

Skrobia jest powszechnie stosowana w przemyśle spożywczym, kosmetycznym czy włókienniczym. Używa się jej również w przemyśle farmaceutycznym, gdzie pełni m.in. rolę wypełniacza. Ewa Sroczyk, doktorantka z AGH ma jeszcze inny pomysł na skrobię kukurydzianą. Uczona stworzyła kurczliwą membranę i bada, czy sprawdzi się ona jako opatrunek oraz opakowanie w przemyśle spożywczym.

Membrana powstaje ze skrobi i kwasu mrówkowego metodą elektroprzędzenia. Metoda ta pozwala na uzyskanie włókien o pożądanych właściwościach fizycznych i chemicznych. Porowatość gotowego produktu wynosi co najmniej 70%, a średnica jej włókien mieści się w zakresie od 0,43 do 1,60 mikrometrów. W przemyśle spożywczym może pełnić ona rolę opakowania. Wystarczy nałożyć ją na produkt i lekko zwilżyć wodą o temperaturze 20–40 stopni Celsjusza. Z kolei w medycynie może być opatrunkiem służącym do leczenia wilgotnych, rozległych i trudno gojących się ran. Membranę należy przyciąć do rozmiarów rany, wysterylizować promieniami UV i nałożyć bezpośrednio na wilgotną ranę. Można ewentualnie dodać środek wspomagający leczenie.

Kurczliwość membrany pod wpływem wilgoci to jej duża zaleta. Dzięki czemu w przemyśle spożywczym łatwo przyjmuje ona nieregularny kształt pakowanego produktu. Może zostać wykorzystania do opakowania np. owoców i warzyw czy produktów sypkich. Zachowuje przy tym porowatość do 30%, zatem zapewniony zostaje dostęp powietrza. W medycynie zaś, dzięki kurczliwości, wspomaga zamykanie się brzegów rany, a wysoka porowatość membrany pozwala na umieszczenie w porach substancji leczniczych.

Membrana ze skrobi wyglądem przypomina chusteczkę higieniczną. Proces jej otrzymywania jest dość łatwy, a skrobia jest tanim materiałem. Na razie doktorantka prowadziła eksperymenty na małą skalę, więc cały proces trzeba będzie przystosować do produkcji przemysłowej. "Wstępne zainteresowanie komercjalizacją wykazała już jedna firma", cieszy się Ewa Sroczyk.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zespół z Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie (UWM) opracował opatrunek z dodatkiem prodigiozyny, substancji wytwarzanej przez pałeczkę krwawą (Serratia marcescens). Prodigiozyna ma silne właściwości antybakteryjne i przeciwgrzybiczne. Hamuje wzrost bakterii Gram-dodatnich, do których należą np. gronkowce. Po uzyskaniu patentu naukowcy szukają partnera biznesowego, który pomógłby wdrożyć opatrunek do masowej produkcji.
      Prof. Sławomir Ciesielski zainteresował się prodigiozyną, nierozpuszczalnym w wodzie krwistoczerwonym pigmentem, już ponad 10 lat temu. Interesowało mnie wówczas to, że ten barwnik wiąże się specyficznie z DNA komórek nowotworowych, przez co może być potencjalnym lekiem na raka. Wtedy jednak dowiedziałem się, że prodigiozyna ma również silne właściwości antybakteryjne i antygrzybiczne. W szczególności zainteresowało mnie to, że hamuje wzrost bakterii Gram-dodatnich - wspomina naukowiec.
      Będące bakteriami Gram-dodatnimi gronkowce (złocisty i skórny) są składnikami skórnej flory bakteryjnej. Gdy skóra jest nienaruszona, nic się nie dzieje, jednak w przypadku wniknięcia tych bakterii do rany dochodzi do zakażenia, które może być bardzo niebezpieczne.
      Prodigiozyna hamuje namnażanie się bakterii gronkowca, a nawet je niszczy. Ta jej właściwość natchnęła nas pomysłem opracowania opatrunku z dodatkiem prodigiozyny - wyjaśnia prof. Ciesielski.
      W skład zespołu prof. Ciesielskiego wchodzą dr hab. Justyna Możejko-Ciesielska i doktorantka - mgr Martyna Godzieba. Korzystając ze wsparcia Inkubatora Innowacyjności, czyli programu realizowanego na UWM przez Centrum Innowacji i Transferu Technologii, specjaliści opracowali sposób frakcjonowania i wiązania wydzielonych frakcji prodigiozyny z opatrunkiem. Co istotne, laboratoryjne próby posiewu wykazały, że zarówno gronkowiec złocisty, jak i gronkowiec skórny nie rozwijają się na opatrunkach z prodigiozyną.
      Takie opatrunki mogą być przydatne wszędzie tam, gdzie nie ma możliwości szybkiego oczyszczenia rany, np. w warunkach terenowych, a szczególnie podczas działań wojennych. W takich ranach już po kilku godzinach mogą rozwinąć się gronkowce, co bardzo utrudni ich leczenie, a w skrajnych wypadkach może nawet doprowadzić do zakażenia całego organizmu i śmierci rannego. Stosowanie alternatywnych związków antybakteryjnych jest aktualnie ważne również ze względu na problem antybiotykooporności. Na rynku w niedługim czasie będą dominować leki antybakteryjne, na które patogeny nie wykształciły jeszcze oporności - podkreśla szef ekipy.
      W 2019 r. został złożony wniosek patentowy. Jesienią 2021 r. prof. Ciesielski dostał patent na „Sposób wytwarzania prodigiozyny i zastosowanie jej do tworzenia bariery antybakteryjnej materiałów opatrunkowych”.
      Po uzyskaniu patentu przyszedł czas na testy w warunkach zbliżonych do naturalnych. Zespół szuka partnera biznesowego, który zająłby się tym z myślą - jak to tłumaczy prof. Ciesielski - o wdrożeniu opatrunku z prodigiozyną do masowej produkcji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      O właściwościach medycznych i prozdrowotnych miodu manuka pisze się i mówi już od dość dawna. Próbując go wykorzystać w dobie narastającej lekooporności, naukowcy z Japonii posłużyli się elektroprzędzeniem nanowłókien, by uzyskać nowatorskie opatrunki na rany i oparzenia.
      Manuka to miód pozyskiwany z pyłku Leptospermum scoparium, krzewu z rodziny mirtowatych z Nowej Zelandii i południowo-wschodniej Australii. Miód manuka zawiera wiele bioaktywnych składników, w tym nadtlenek wodoru, metyloglioksal (MGO), polifenole, sacharozę czy maltozę, które wspomagają gojenie.
      Nadtlenek wodoru, który może być szkodliwy dla komórek, jest w miodzie wytwarzany w takim tempie, że z jednej strony pozwala to kontrolować wzrost bakterii, a z drugiej nie wyrządza krzywdy ludzkim komórkom. MGO z miodu manuka ogranicza wzrost bakterii. Japończycy dodają, że nawet cukry z miodu wspomagają gojenie, bo mogą stanowić źródło energii dla komórek na powierzchni rany.
      Opatrunki stanowią barierę między patogenami ze środowiska a otwartą raną. Z jednej strony muszą być wytrzymałe, by pełnić funkcje ochronne, z drugiej zaś powinny być delikatne dla gojących się tkanek. Zespół z Shinshu University postanowił wyprodukować nowy opatrunek - matę z nanowłókien kompozytowych octan celulozy-miód manuka (CA-MH).
      Autorzy artykułu z International Journal of Biological Macromolecules podkreślają, że octan celulozy jest hydrofilowym, biodegradowalnym materiałem. Cechuje go duża wytrzymałość na rozciąganie i biokompatybilność, dlatego świetnie nadaje się do ochrony ran.
      Prof. Ick Soo Kim wyjaśnia, że trudno było opracować mieszankę do elektroprzędzenia. Octan celulozy stanowił polimerowy nośnik dla bioaktywnego składnika. Należało jednak ustalić, jaką ilość miodu można dodać, by zachowywał on swoje bioaktywne właściwości w macie, nie zmieniając przy tym właściwości mieszanki do elektroprzędzenia.
      Ostatecznie udało się i naukowcy uzyskali ciągłe i wolne od grudek włókna o akceptowalnych właściwościach mechanicznych. Zauważono, że średnica włókna rosła z zawartością miodu.
      Maty wykazywały właściwości antydrobnoustrojowe; działały na Gram-dodatnie gronkowce złociste (Staphylococcus aureus) i Gram-ujemne pałeczki okrężnicy (Escherichia coli). Oprócz tego opatrunek miał dobre właściwości przeciwutleniające, wysoką porowatość, co pozwalało materiałowi "oddychać", a także wysoką cytokompatybilność.
      Wg Japończyków, dodatek miodu do mat z nanowłókien zmniejsza kąt zwilżania, co wspomaga namnażanie i migrację komórek podczas gojenia.
      Zespół Azeema Ullaha dodaje, że właściwości mat z nanowłókien można także wykorzystać w inżynierii tkankowej i w medycynie regeneracyjnej.
      Specjaliści mają nadzieję, że produkt uda się szybko skomercjalizować. W tym celu należy jednak najpierw przeprowadzić badania in vivo.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Durian to azjatycki owoc, który mimo intensywnego nieprzyjemnego zapachu jest przez wielu ludzi uznawany za prawdziwy przysmak. Okazuje się, że włókna z jego skórki mogą znaleźć zastosowanie m.in. w biodegradowalnych opakowaniach na żywność, a także w druku 3D.
      Naukowcy z International Islamic University Malaysia zmieszali włókna ze skórki duriana z epoksydowanym olejem roślinnym. W ten sposób powstał biodegradowalny polimer, któremu można nadać postać pojemników/tacek na żywność.
      Po 3 miesiącach w glebie degradacji ulega ok. 83% opakowania. Zespół podkreśla, że biokompozyt może też znaleźć zastosowanie jako alternatywny filament (tworzywo) do druku 3D.
      Durian jest uznawany za najbardziej śmierdzący owoc świata. Ma nawet własny znak zakazu. Mieszkańcy Azji nie mogą mu się jednak oprzeć. Wg nich, pachnie jak piekło, ale smakuje jak niebo. Odór owoców duriana jest tak mocny, że stoisko z tymi owocami można ponoć wyczuć z odległości kilkudziesięciu metrów. Obmyślając zastosowanie dla włókien z jego skórki, Malezyjczycy odciążają wysypiska (normalnie skórki tam by trafiły).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pracując nad zupełnie innym zagadnieniem, specjaliści ze Szwajcarii i Singapuru uzyskali materiał opatrunkowy, który hamuje krwawienie, nie przywierając do rany.
      Nie planowaliśmy tego, ale tak czasem działa nauka. Zaczynasz od badania jednej rzeczy, a kończysz z czymś zupełnie innym - mówi prof. Dimos Poulikakos z Politechniki Federalnej w Zurychu. Jego zespół współpracował z naukowcami z Narodowego Uniwersytetu Singapuru przy rozwijaniu i testowaniu materiałów superhydrofobowych. Celem było odkrycie powłok do urządzeń, które będą miały kontakt z krwią, np. do płucoserca czy pompy krwi.
      Jeden z testowanych materiałów wykazywał niespodziewane właściwości: nie tylko "odpychał" krew (był superhemofobowy), ale i wspomagał proces krzepnięcia. Materiał ten nie nadawał się co prawda na powłokę do pomp krwi itp., lecz akademicy szybko zdali sobie sprawę, że idealnie sprawdzi się jako bandaż czy opatrunek.
      Superhemofobowe bandaże nie nasiąkną krwią i nie będą przywierać do rany, można je więc będzie łatwo usunąć, unikając wtórnego krwawienia. Dodatkowa opcja wspierania krzepnięcia jest, oczywiście, bardzo cenna. Naukowcy podkreślają, że dotąd nie było materiałów, które by jednocześnie "odpychały" krew i sprzyjały krzepnięciu.
      Podczas eksperymentów naukowcy wykorzystali bawełnianą gazę i powlekli ją "mieszaniną" złożoną z nanowłókien węglowych i polimeru: poli(dimetylosiloksanu). Testy laboratoryjne pokazały, że w kontakcie z powleczoną gazą krew krzepła w ciągu kilku minut. Nadal nie do końca wiadomo, czemu nowy materiał wyzwala krzepnięcie; zagadnienie to wymaga dalszych badań, ale ekipa podejrzewa, że dzieje się tak wskutek interakcji z nanowłóknami węglowymi.
      Autorzy artykułu z pisma Nature Communications zademonstrowali również, że materiał ma właściwości antybakteryjne; pałeczki okrężnicy (Escherichia coli) miały kłopot z przywieraniem do niego.
      Z nowym superhydrofobowym materiałem możemy uniknąć ponownego otwarcia ran podczas zmiany bandaża. Ponowne otwarcie ran to duży problem. Głównie z powodu ryzyka infekcji, także niebezpiecznymi patogenami szpitalnymi [...] - podkreśla Athanasios Milionis.
      Politechnika Federalna w Zurychu i Narodowy Uniwersytet Singapuru złożyły już wniosek patentowy. W międzyczasie naukowcy planują udoskonalić/zoptymalizować rozwiązanie. By potwierdzić jego bezpieczeństwo, najpierw przeprowadzą badania na większych zwierzętach, a potem na ludziach (na razie prowadzono testy na szczurach).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Znalezienie biodegradowalnych zastępników dla tworzyw sztucznych pochodzących z paliw kopalnych okazało się, jak dotychczas, niemożliwe. Jednym z problemów jest fakt, że dotychczas wytwarzane biodegradowalne plastiki okazały się zbyt kruche, by wykorzystać je do pakowania żywności.
      Nowe badania przeprowadzone na The Ohio State University wykazały, że połączenie naturalnej gumy i bioplastiku pozwala na stworzenie materiału, który sprawuje się znacznie lepiej niż dotychczas opracowane materiały biodegradowalne. Nowy materiał już cieszy się zainteresowaniem ze strony przedsiębiorców.
      W najnowszym numerze pisma Polymers naukowcy informują o udanym połączeniu naturalnej gumy z materiałem pochodzącym z fermentacji prowadzonej przez mikroorganizmy. To najlepszy uzyskany dotychczas materiał tego typu.
      Wcześniejsze próby takiego połączenia nie zdały egzaminu, gdyż miękkość gumy oznaczała utratę wytrzymałości podczas produkcji, mówi główna autorka badań, Xiaoying Zhao. Nowy materiał uzyskano łącząc roztopioną gumę z roślinnym termoplastikiem PHBV oraz organicznym nadtlenkiem i TMPTA. Uzyskany w ten sposób materiał był o 75% bardziej wytrzymały i 100% bardziej elastyczny niż sam PHBV.
      Już wcześniej inne grupy badawcze łączyły gumę i PHBV, jednak uzyskiwany w ten sposób materiał był zbyt mało wytrzymały, by spełnić wymagania stawiane przed materiałem używanym do pakowania żywności. Nie wytrzymywały odpowiednio długo procesu pakowania, transportu, przechowywania w sklepach i w domach, a szczególnie zawodziły tam, gdzie żywność miała być mrożona czy podgrzewana w kuchniach mikrofalowych. Dlatego też zwiększenie elastyczności oraz wytrzymałości jest szczególnie ważne.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...