Un approccio di chimica sostenibile per l’industria dei dispositivi medici
L’aumento della chirurgia laparoscopica e robotica e di altre procedure minimamente invasive ha determinato un’impennata a livello mondiale dei dispositivi medici monouso. Attualmente, tali dispositivi e molti imballaggi medici non sono né sostenibili né biodegradabili. Il progetto GREEN-MAP, finanziato con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra), ha riunito una coorte di università di ricerca e aziende produttrici di materie plastiche per assemblare un portafoglio di valide alternative verdi per gli imballaggi e i dispositivi medici monouso.
Una libreria di polimeri a base biologica
Le plastiche utilizzate negli imballaggi e nei dispositivi medici devono soddisfare un’ampia gamma di criteri. A seconda dell’applicazione, gli articoli devono avere un involucro duro e rigido o flessibile, simile alla carta. Inoltre, per soddisfare i requisiti sanitari, i loro materiali devono avere barriere adeguate, anche se sono progettati per biodegradarsi. GREEN-MAP ha progettato con successo materiali che soddisfano questi criteri. La coordinatrice del progetto Miroslawa El Fray afferma: «È stato confermato che dall’ampia gamma di copolimeri è stato possibile selezionare materiali adatti a tutti gli aspetti dell’imballaggio dei dispositivi medici, come involucri rigidi, pellicole e rivestimenti in carta, con proprietà meccaniche e di barriera adeguate». Il consorzio GREEN-MAP ha esplorato materie prime rinnovabili come amido, cellulosa e oli vegetali per creare alternative ecologiche alle plastiche mediche attualmente in uso. Oltre a individuare potenziali monomeri a base biologica, i mattoni dei polimeri biodegradabili(si apre in una nuova finestra), il progetto ha impiegato approcci di chimica verde utilizzando enzimi e altri catalizzatori a basso impatto per sintetizzare i polimeri. La collezione di polimeri promettenti che ne è scaturita è stata un risultato importante. La ricercatrice prosegue: «Il risultato più promettente del progetto è stato lo sviluppo di una libreria di monomeri a base biologica e di origine vegetale per la sintesi di polimeri verdi per l’industria degli imballaggi e dei dispositivi medici monouso». Altre innovazioni hanno migliorato ulteriormente i polimeri a base biologica del progetto. I ricercatori sono riusciti a lavorare i materiali utilizzando diverse tecniche, dai metodi convenzionali alla stampa 3D e alla elettrofilatura. Inoltre, hanno utilizzato additivi bioattivi per potenziare le proprietà antibatteriche dei polimeri.
Collaborazione accademica e industriale
La natura intersettoriale del progetto ha riunito quattro università europee, un’università americana e quattro aziende europee nella co-creazione di polimeri a base biologica adatti ad applicazioni mediche. Un totale di 65 partecipanti, molti dei quali ricercatori nella fase iniziale della loro carriera, hanno beneficiato di questa sinergia. Nonostante l’impatto della COVID 19, che ha limitato i distacchi, i ricercatori sono stati in grado di acquisire esperienza internazionale e di esporsi a luoghi di lavoro industriali, migliorando così la loro occupabilità. Inoltre, i partecipanti hanno arricchito le loro competenze grazie a corsi di formazione locali, tra cui workshop e formazione sulla valutazione del ciclo di vita. L’autrice osserva: «Il progetto ha facilitato l’acquisizione di conoscenze relative al processo decisionale sugli approcci sperimentali, al finanziamento della ricerca, al tutoraggio, alla gestione dei progetti e all’imprenditorialità. Ha offerto l’opportunità di accedere a nuove strutture di ricerca e di rafforzare le reti scientifiche mondiali, sviluppando collaborazioni e nuove idee di ricerca per progetti futuri». Anche le aziende sono pronte a prendere l’iniziativa. Il partner del progetto KB Folie Polska(si apre in una nuova finestra), produttore di imballaggi flessibili, intende utilizzare i polimeri progettati da GREEN-MAP per produrre imballaggi per dispositivi medici. Gli ultimi risultati degli studi di biodegradabilità mostrano che i promettenti polimeri contenenti monomeri di olio vegetale hanno perso il 70 % della loro massa dopo 3 mesi di decomposizione. Con le valutazioni del ciclo di vita e altri studi che danno il via libera a queste alternative verdi, gli ospedali sono pronti a entrare nell’economia circolare.
