Alterbio

Vedení konsorcia:

Fatra, a.s.

Členové konsorcia:

SYNPO, akciová společnost, Biomedica, spol. s r. o., Centrum organické chemie s.r.o., INOTEX spol. s r.o.

Zodpovědná osoba:

Ing. Michael Tupý, Ph.D.

Délka trvání pracovního balíčku:

01/2016 – 12/2019

Popis:

Pracovní balíček bude zaměřen na transfer výsledků laboratorního výzkumu do provozního měřítka. Tento převod a odladění výroby bude úzce spjat optimalizací technologie výroby a s dlouhodobým testováním materiálových vlastností výrobku. Testovací výrobky budou v průběhu vývoje připraveny ve větším objemu, což umožní jejich využití pro další testování. Výsledky aplikace výrobků jsou úzce propojeny, každá z nich má znatelný vliv na ostatní. Pracovní balík WP9 je rozdělen do plnění dílčích úkolů tak, aby veškerý vývoj směřoval k odladění těchto aktivit.

Úkol 9.1 Optimalizace a odladění syntézy antimikrobiálních materiálů

Projekt předpokládá tři hlavní trasy využívání antimikrobiálních činidel – 1) polymerizovatelné antimikrobiální látky, 2) fotoaktivní materiály a 3) činidla na bázi reaktivního stříbra. Výzkum a vývoj pro syntézu těchto činidel je popsán v pracovním balíčku WP2. Navrhované výrobní syntézy bude nutné optimalizovat pro větší objem výroby, což bude nezbytné ověřit v poloprovozních zkouškách. Získané výsledky budou založeny na finálních technologických postupech. Samostatné prekurzory budou studovány tímto způsobem:

• Ftalocyaninové fotosenzibilizátory jsou připravovány v COC po dobu několika let. Existují dva základní syntetické postupy odlišující se rozpouštědlovou či bezrozpouštědlovou technologií přípravy nebo volného technologii. COC má vhodné zařízení pro oba typy syntéz a to v rozsahu až několik kilogramů, což je dostatečné pro testovací výrobu nových antimikrobiálních polymerních systémů. Výsledky předchozích aktivit VaV zodpoví, která materiálová substituce bude nejvhodnější pro aplikaci v lacích či polymerních materiálech. Tyto antimikrobiální činidla budou využity pro antimikrobiální modifikaci povrchu polymerních materiálů.

• Polymerizovatelná antimikrobiální činidla budou vybrána z nejvíce účinných látek. Základním předpokladem jejich aplikace je zanedbatelný toxikologický dopad na uživatele a to v souladu s platnou legislativou. K tomu bude zapotřebí úzké spolupráce společností COC, SYNPO, FATRA, Biomediky a Inotexu. Syntetické postupy pro přípravu vybraných materiálů budou zlepšovány, optimalizovány – postupy budou ověřovány v poloprovozním měřítku. Připravené antimikrobiální činidla budou zabudovány do polymerní matrice určené k dalším aplikacím – konkrétně v lacích, plastických hmotách, kosmetických emulzích či textilních tkaninách.

• Příprava stříbrných prekurzorů určených pro antimikrobiální aplikaci bude studována pomocí UPOL. Zvolené antimikrobiální činidla pro další aplikaci budou použity ve všech uvažovaných komerčních aktivitách. UPOL k tomu využije spolupráce s COC k odladění výroby činidel. Obě společnosti tak připraví technologii pro výrobu materiálů, vč. její optimalizace, jež bude odladěna přímo na konečné požadavky producentů.

• Antimikrobiální činidla na polymerních nosičích budou odladěna ve společnosti SYNPO, a.s. Produkty budou použity pro modifikaci plastů, laků a jako další přísady pro konečné použití.

Úkol 9.2 Odladění a optimalizace přípravy laků a masterbatchů

Laky s antimikrobiální ochranou vhodnou k ošetření povrchu výrobku byly vyvinuty v předchozím období výzkumu a vývoje. V tomto balíčku se bude práce soustředit na odladění jejich výrobní technologie v plného rozsahu, čímž budou zkoumány:

• Suroviny vhodné pro pilotní zařazení v provozních podmínkách
• Postupy vhodné pro přípravu laků v objemu vyšších výrobních šarží
• Fyzikální charakteristiky vyplývající z aplikace daného výrobku

Všechny tyto pátrání budou probíhat v laboratořích SYNPO, a.s.

FATRA, a.s. bude spolupracovat při uplatňování antibakteriálních materiálů na plasty, jako jsou prodyšné membrány používané v chirurgii. Materiály s touto povrchovou úpravou musejí zachovat sterilitu a požadované fyzikální a mechanické vlastnosti. Antimikrobiální ochrana výrobku musí zůstat účinná po celou dobu jeho trvanlivosti, aniž by sama představovala riziko pro lidské zdraví či životní prostředí. FATRA bude vyvíjet technologie pro nanášení antibakteriálních nátěrů, testování fyzikálních a mechanických vlastností výrobků s antibakteriální úpravou. V závislosti na výsledcích testů, optimalizaci a nastavení podmínek zpracování a úpravu vzorců bude antibakteriální účinnost posuzována na SZÚ (WP8).

Vedle antimikrobiálních laků bude testována pilotní přípravna ochranných polymerních systémů s reaktivní skupinou schopné kovalentní nebo iontové vazby ve zkoumaných organických antimikrobiálních látek, antimikrobiálního ftalocyaninu a reaktivní stříbrné nanočástice založené, pojmenované masterbatche. Výsledkem této činnosti bude postup pro výrobu antimikrobiálních masterbatchů do fólií a plastových výrobků, ale i jako nosič antimikrobiálních látek.

Úkol 9.3 Odladění a optimalizace výroby fólií a plastických materiálů

V této oblasti bude zkoumána vhodná technologie zpracování plastových výrobků s antimikrobiálními činidly zavedených do polymerní matrice, optimalizaci procesních podmínek a formulace udávající požadované vlastnosti hotového výrobku. Testy budou zaměřeny na plastové materiály s integrovanými antimikrobiálními látkami, především na BOPET fólie a obaloviny. Výzkum se bude zabývat kompatibilitu mezi účinností netoxických antimikrobiálních látek bez alergenního vlivu a obalovými materiály určených k prodloužení trvanlivosti a bezpečnosti potravin. Výsledkem těchto aktivit bude produkt, obalová fólie na potraviny a technologický postup pro výrobu s jeho ověřením v provozních podmínkách. Během těchto zkoušek budou připraveny fólie, který bude odzkoušeny v širokém testování, zejména antimikrobiální účinnosti, ale i při aplikaci tomu určené.

Fólie a plastové materiály se budou připravovat z koncentrátů (masterbatchů), slouží jako nosič polymerních systémů s reaktivní skupinou schopné kovalentní nebo iontovou vazbou ke zkoumané antimikrobiální látce, dále antimikrobiálních látek s reaktivním ftalocyaninem či látek a na bázi stříbrných nanočástic. Ověřování výroby takových koncentrátů je popsáno v úkolu 9.2.

Úkol 9.4 Odladění a optimalizace výroby antimikrobiálních textilií

Na základě výsledků výzkumu syntézy nových účinných složek (WP3) a jejich aplikace v textiliích (WP7) vč. vyhodnocení laboratorního dosažitelných výsledků bude INOTEX podporovat další zavedení nových antimikrobiálních látek, jež budou začleněny do polymerní matrice a také ftalocyaniny schopné přímé vazby na textilní substrát. Po předchozím odladění činidel budou v rámci INOTEX využita vlastní produkční zařízení malého objemu výroby (nanášení, dokončovací operace). Tímto budou hledány integrace nových antimikrobiálních systémů do výroby multifunkčních textilií. Vyvinuté prototypy funkcionalizovaných textilií budou testovány na SZÚ, výrobní technologie budou šité na míru danému činidlu i aplikaci. Činnost bude ukončena funkčním vzorkem tkanin s antimikrobiální ochranou a jejich popisem technologie výroby, která bude ověřena v poloprovozních podmínkách.

Úkol 9.5 Odladění a optimalizace výroby kosmetických výrobků

Biomedica má dlouholeté zkušenosti s výrobou kosmetiky. Kromě kosmetiky nesoucích označení Biomedica, existuje obrovské množství výrobků vyrobených v podmínkách kontrakční výroby. Navíc, technologové a vysoce kvalifikovaní pracovníci laboratoře z Biomedica pracují na rozšiřování a odladění všech technologií již mnoho let. Jejich zkušenosti jsou získány především z výroby tělových mlék, olejů a krémů, pleťových a očních krémů, balzámů, čistících pleťových mlék, gelů na ruce a nohy, vlasových šamponů a kondicionérů, sprchových krémů, koupelových olejů, intimních sprchových gelů pro ženy, kosmetiky pro děti a také krémů na opalování.

Biomedica bude využívat své kosmetické nádoby v následujícím způsobem – výrobní šarže bude postupně zvyšována, počínaje 20 kg šarží, pak 100 kg, 300 kg a proces vývoje bude dokončen s 800 kg dávkou. Každá výrobní šarže bude testována v laboratořích Biomedica – v případě gelů bude zkoušen měrný odpor proti zkapalnění, v případě kosmetických emulzí jejich stabilita v čase. Pro nalezení nejlepších podmínek budou získané šarže výrobků se zabudovanými novými antimikrobiálními látkami následně zkoušeny na SZÚ. Výsledkem těchto aktivit bude navržení způsobu uplatňování alternativních antimikrobiálních látek pro kosmetickou výrobku a jejich ověření v provozních podmínkách výroby, což bude doplněno o zapsání funkčních vzorků.