Interviu cu Mădălina Cursaru, Director Proiect, Spin-off HYNAMAT: Inovații și produse noi pentru industria medicală și industria farmaceutică

Interviu cu Mădălina Cursaru

Director Proiect, Spin-off HYNAMAT

Inovații și produse noi pentru industria medicală
și industria farmaceutică

Vă rugăm să ne prezentați proiectul Spin-off HYNAMAT.

Proiectul „SPIN-OFF HYNAMAT” s-a desfășurat în perioada august 2020 – august 2022 și a avut ca scop științific și de producție cercetarea, dezvoltarea și realizarea unor pulberi hibride nanostructurate pe bază de hidroxiapatită și polimeri comerciali cu aplicații biomedicale. Întreprinderea își bazează activitatea pe activități de valorificare a rezultatelor unei cercetări anterioare. Rezultatul de cercetare de la care a pornit firma este brevetul de invenție nr. 128603/15.11.2014 cu titlul „Pulberi hibride nanostructurate pentru aplicații medicale”, prin transmiterea dreptului de folosință a invenției de la Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Metale Neferoase și Rare-IMNR la SPIN OFF HYNAMAT S.R.L.

Proiectul SPIN-OFF HYNAMAT propune realizarea unui nou material de regenerare osoasă, cu proprietăți îmbunătățite (densitatea aparentă < 1 g /cm3; porozitate aproximativă 75%; dimensiuni de cristalit ale hidroxiapatitei în clusterul organic-anorganic 10-20 nm; biocompatibilitate și stabilitate în mediul biologic, fără eliberare de compuși toxici), pe bază de hidroxiapatită și poliuretan sintetic, fabricat prin tehnica hidrotermală la presiuni înalte și temperaturi scăzute.

Obiectivul științific al proiectului constă în a oferi soluții noi, inovative (materiale hibride nanostructurate pe bază de hidroxiapatită și poliuretan diol) pentru grefe de os și umplerea defectelor osoase, care vor permite dezvoltarea unor noi tehnici intervenționale de către utilizatorii produselor finale.

Gradul de noutate constă în fabricarea într-o singură etapă a unor pulberi hibride pe bază de hidroxiapatită și poliuretan diol, cu structură omogenă de tip cluster, la presiuni înalte și temperaturi joase pentru utilizarea acestora ca grefe de os sau materiale de umplere a defectelor osoase, cu proprietăți fizico-chimice și biocompatibile îmbunătățite față de hidroxiapatita utilizată în prezent.

Noul proces de lucru pentru realizarea produselor este inovator întrucât:

• reduce timpul de fabricare a unor cantități mari de materiale hibride nanostructurate
  
• crește eficiența procesului hidrotermal, prin sinteza într-o singură etapă a unei cantități mai mari de material hibrid nanostructurat
  
• consum energetic redus – sinteza hidrotermală desfășurându-se într-o singură etapă, la presiuni înalte și temperaturi joase. Cantitatea de energie necesară pentru a crește temperatura cu 5 grade este aceeași cu cea necesară pentru a mări presiunea cu 4000 de unități.
  
• proces prietenos pentru mediu – sinteza se desfășoară în sistem închis, fără degajarea unor compuși toxici volatili
  

Prin intermediul proiectului, au fost realizate două produse noi de către HYNAMAT:

1. Hiphap (pulbere hibridă nanostructurată) și
   
2. Hiphap 3D (structură 3D pe bază de pulbere hibridă nanostructurată)
   

Pulberile hibride nanostructurate de hidroxiapatită/poliuretan-diol reprezintă o clasă de materiale obținute printr-o tehnologie inovativă, hidrotermală, utilizând o autoclavă prevăzută cu un sistem de agitare mecanică.

Structurile 3D pe bază de pulberi hibride nanostructurate de hidroxiapatită/poliuretan-diol reprezintă o clasă de materiale obținute printr-o tehnologie emergentă, respectiv fabricarea aditivă a materialelor hibride cu matrice ceramică, sub formă de particule sferice, obținute prin metoda de sinteză hidrotermală în condiții bine determinate de temperatură și presiune.

Produsele pot fi utilizate în medicina regenerativă și ingineria țesuturilor din domeniul stomatologic (pentru reconstrucția țesutului osos și/sau ca materiale de înlocuire sau umplere a defectelor osoase mari și mici). Biomaterialele sunt utilizate de regulă în plăci osoase, implanturi dentare, înlocuirea articulațiilor, lentile de contact, protezele vaselor sanguine, ligamentele și tendoanele artificiale etc. Apariția biomaterialelor inovatoare și progresele tehnologice au îmbunătățit aplicațiile și performanțele biomaterialelor.

Produsele inovative vor permite dezvoltarea și utilizarea de tehnici noi intervenționale în domeniul stomatologic de reconstrucție sau înlocuire a țesutului osos.

Testele de biocompatibilitate efectuate pe pulberi HipHap au arătat o proliferare avansată de aproximativ 80%, doar în cazul discurilor obținute prin presarea pulberii HipHap. Rezultatele obținute în urma cultivării celulelor HEK293T direct pe suprafețele pulberilor de tip HipHap demonstrează nu doar că celulele aderă dar că și proliferează în contact cu aceste suprafețe.

Au fost selectate 3 tipuri de pulberi pe bază de hidroxiapatită și poliuretan (HipHap), care în combinație cu lianții organici APV și Baymedix au dus la obținerea structurilor 3D BioMSC. BioMSC sunt biocompatibile, permit adeziunea celulelor HEK293T și hMSC în număr semnificativ, comparabil cu proba control reprezentată de celule cultivate în condiții standard.

În prezent, firma Spin off Hynamat se află în perioada de durabilitate, fiind deja un start-up cu domeniul principal de activitate cercetare-dezvoltare în alte științe naturale și inginerie (cod CAEN 7219).

Spin off Hynamat își propune să atragă venituri și din prestări servicii precum:

• Servicii de cercetare (sinteză diverse compoziții, tratament precursori în condiții de presiune înaltă)
  
• Servicii de consultanță în sinteza materialelor prin metoda hidrotermală
  

Cât timp ați lucrat la brevetul de invenție?

Cererea de brevet de invenție a fost depusă la finalizarea proiectului, în luna august 2022, pe baza tuturor rezultatelor experimentale obținute în cadrul proiectului. Pentru redactarea / elaborarea cererii de brevet au fost necesare 6 luni de cercetare și optimizare a tehnologiei de obținere a noului material hibrid nanostructurat pe bază de hidroxiapatită și poliuretan diol, precum și evaluarea acestuia prin teste biochimice în vederea creșterii capacității de reacție a produsului prin interacțiunea cu celulele, și vascularizare timpurie.

Câți cercetători aveți acum în echipă?

În prezent sunt singurul cercetător din echipă. În perioada de derulare a proiectului au fost implicați 16 cercetători și un tehnician chimist.

Ce echipamente sunt necesare pentru producția în serie?

Pentru producția în serie este nevoie de următoarele echipamente: o autoclavă de sinteză hidrotermală, prevăzută cu agitare mecanică, având o capacitate de 8-10 L pentru obținerea a 50 grame de material/șarjă, o balanță analitică cu 4 zecimale, un echipament de uscare prin pulverizare a pulberilor (spray dryer), vase de filtrare /spălare, pH-metru cu afișaj digital, o imprimantă 3D pentru producția structurilor printate 3D.

În ce sectoare economice poate fi folosită inovația dumneavoastră?

Produsele noi se vor utiliza în industria medicală la umplerea defectelor osoase, reconstrucția defectelor osoase, grefe osoase, fabricarea aditivă a implanturilor osoase pentru uz stomatologic sau proteze osoase. Mai mult, produsele pot fi utilizate în industria farmaceutică, fiind studiate ca purtător de medicamente sau biomolecule.

Piața pe care va activa spin-off-ul este piața materialelor biocompatibile. Segmentul de piață este format din furnizorii de produse medicale pe bază de materiale biocompatibile; aceștia sunt clienții care achiziționează produsul inovativ rezultat din punerea în aplicare a tehnologiei de obținere a acestuia. Nișa de piață este cea a materialelor hibride nanostructurate pentru uz medical (în special stomatologic).

Aplicațiile produselor noi realizate de spin-off sunt aferente medicinei dentare, însă produsele pot avea aplicații ulterior și în celelalte domenii, în funcție de interesul de pe piață (oftalmologie, ortopedie).

Cum apreciați finanțarea sectorului de R&D în țara noastră?

Finanțarea sectorului R&D în țara noastră este bazată pe accesarea unor fonduri naționale și europene, prin lansarea unor competiții de proiecte de cercetare de către Ministerul Cercetării, Inovării și Digitalizării. Finanțarea se adresează cu precădere institutelor de cercetare și universităților, însă ar trebui mai mult încurajată finanțarea cercetării în cadrul întreprinderilor mici și mijlocii de tip spin-off și start up. De regulă, spin-off-urile sunt create pe lângă un institut de cercetare sau o universitate, pentru a prelua și a valorifica rezultatele cercetării acestora. Firma Spin Off Hynamat își dorește să realizeze activități de cercetare, prin participarea în proiecte.