Innovatív indikációs papírtermékek

Írta: Sándor Ildikó - 2021 december 14.

Biológiailag reszponzív anyagok előállítása cellulózból című projekt szakmai bemutatása.

CLB Packaging Csomagolástechnikai Kft. és a projekt címe

A projekt elindításának elengedhetetlen részét képezte a kísérleti papírgép paramétereinek megtervezése (nyomás, sebesség, hőmérséklet), az elérendő célok meghatározása (antitestek adszorpciója), illetve a célkitűzésben meghatározott feladatok végrehajtásának megtervezése, a vizsgálatok előkészítése. A projekt megkezdésekor elsődleges feladatként a papírgyártási paraméterek beállítását céloztuk meg. Ennek első lépéseként a pulperrel dezintegrált rostok őrlését (hollandi) és hígítását követően a síkszitás lapképzőn a kontrol minták gyártásának előkészítése került elvégzésre. A felhasználni kívánt alapanyagok eltérő izoelektromos pont (pHIEP) értékkel rendelkeznek, ezért ezek alkalmazásakor szükséges a rostok áttöltése.

Mivel a magas pHIEP értékkel rendelkező alapanyagok megfelelő minőségű adszorpciójához szükséges a rostok felületének ilyen módszerrel történő áttöltése. Az áttöltés minőségének beállításához szükséges az optimális áttöltési rostarány, míg a megfelelő rostkoncentráció elsősorban a képzett lapok mechanikai (szilárdsági és egyéb) tulajdonságainak optimalizációja szempontjából fontos beállítandó paraméter.

A rostok áttöltéséhez használt polielektrolit alapanyagok poli(diallil-dimetil-ammonium klorid) (PDDA) és poli(nátrium 4-sztirénszulfonát (PSS). Az LBL technológiai lépéseit tekintve, a kontrol mintákon kívül az áttöltött rostok arányának növelését 10%-os szakaszonkénti lépéssel kerültek meghatározásra, 10-100%-ig, az optimális arány kiderítésére végzett próbalapok legyártásához. A különböző kezelési mennyiséggel párhuzamosan, a polielektrolit/rost arányának 0,5 – 1,5 mg/g értékek közt való beállítása került meghatározásra további célként. A szilárdsági és egyéb vizsgálatok a különböző beállításokkal képzett lapokon kerülnek elvégzésre.

A 2. év K+F feladata a kialakult bevonatok minőségi és mennyiségi elemzése volt, amely a Thermofoam Kft. (projektben közreműködött K+F alvállalkozó) által legyártott prototípusok tulajdonságainak (fizikai, kémiai) méréseire és az eredmények visszacsatolására irányult. Az LbL-rétegek cellulóz rost, papírtermék felületen való felépítését kétféle eljárással: anyagában, illetve felületén végeztük el. A polielekrolitok töltését, a töltés minőségét és erősségét, ezáltal a létrehozott bevonat vastagságát a közeg pH-ja, ionerőssége, valamint a polimer oldat koncentrációja nagymértékben befolyásolja.

A 2. év feladatai között szerepelt a különböző polielektrolitok (mint például a természetes eredetű kitozán, alginát, heparin, nizin) és nanorészecskék (úgymint cellulóz nanokristály és fém-oxidok) által létrehozható bevonatok vastagságának és minőségének vizsgálata különböző technológiai paraméterek mellett. A projekt 2. évében a CLB a papírgyártó gép segítségével a félüzemi körülmények között a már laborszinten bevizsgált és ellenőrzött (jónak ítélt) leszűkített módozatokat legyártotta és tovább fejlesztette. A mérföldkő végére – amely egyben a projekt zárása is – elkészült a multifunkcionális-indikátor papírtermék prototípusa.

A projektfolyamat egy mérföldköve
A létrehozott innovatív termék vetekszik sajátos körülmények között laboreszközökkel is

A kifejlesztett indikációs papír képes akár vércsoportot, akár vércukorszintet műszer nélkül kimutatni. Ilyen innovatív termék jelenleg nem kapható kereskedelmi forgalomban, de funkcióit tekintve bizonyos területeken felveszi a versenyt a költséges laboreszközök, egészségipari mérőműszer-gyártók összetett rendszereivel az egyszerűsége, műszermentessége és az eredmény gyors meghatározásának köszönhetően.

A papíripari rostok felületi tulajdonságait elsősorban a felület polaritása határozza meg. A megfelelő felhasználás érdekében, a rostfelületen elhelyezett, indikációt kiváltó alapanyagok eltérő polaritással kell rendelkezzenek, ezért ezek alkalmazásakor szükséges a rostok áttöltése. Mivel a megfelelő minőségű tapadásához szükséges a rostok felületének az áttöltése, ezért a kutatómunka során optimalizálni kellett az áttöltési paramétereket, míg a megfelelő rostkoncentráció elsősorban a képzett lapok mechanikai (szilárdsági és egyéb) tulajdonságainak optimalizációja szempontjából fontos beállítandó paraméter volt a prototípus papírtermék előállítása során.

Összeségében elmondható, hogy a projektben elvégzett laborkísérletek eredményre vezettek, a kifejlesztett termékünk piaci bevezetése a projekt zárását követően megkezdődött.

A projekt eredményeként a gyógyszeripari vevőinkkel együttműködve a forgalomban kapható populáris gyógyszertermékek dobozaiban elhelyezhető lesz a vércsoport meghatározására alkalmas A, B és D antitesttel kezelt papírtermék.  A vércsoport meghatározásról akár a gyógyszer használati útmutató tartalmazhat leírást a szakszerű vércsepp mennyiségéről és az eredmény meghatározásáról. (hasonlóan egy vércukormérő eszköz használati útmutatójához)

Figyelemmel a járványokra, a kórházi szolgáltatások költséghatékony bővülésére a mérőműszer nélküli mérés egyéb felhasználási területeire, a gyors és egyszerű diagnosztika fontos szerephez jut a jövőben.

CLB Packaging Csomagolástechnikai Kft. és a projekt támogatottsága