Wspólny projekt naukowców z Wydziału Chemicznego PWr oraz Uniwersytetu Gdańskiego (UG) i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego (GUMed) zwyciężył w kolejnej edycji konkursu „Eureka!” organizowanego przez Dziennik Gazetę Prawną. W plebiscycie nagradzane są polskie wynalazki, które mają potencjał do wykorzystania w gospodarce i w produkcji.

Laureatów tegorocznej edycji konkursu poznaliśmy podczas odbywającego się w Warszawie 7. Kongresu 590. Wyboru dokonała kapituła złożona z przedstawicieli redakcji, patronów merytorycznych i medialnych oraz sponsorów.

Ich decyzją pierwsze miejsce i główna nagroda w wysokości 30 tysięcy złotych przypadło „Sposobowi dezaktywacji antybiotyków w roztworach wodnych”. Wspólnie opracowali go naukowcy z Katedry Chemii Analitycznej i Metalurgii Chemicznej PWr oraz Zakładu Ochrony i Biotechnologii Roślin Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii UG i GUMed, pod kierownictwem dr hab. inż. Anny Dzimitrowicz.

Skąd w wodzie antybiotyki?

Ich innowacyjna metoda prowadzi do rozkładu antybiotyków z roztworów wodnych, które trafiają do naszych rzek i jezior np. poprzez kanalizację lub z przemysłu farmaceutycznego czy rolniczego. Dlaczego tak się dzieje? Wiele osób wyrzuca niewykorzystane lekarstwa np. do śmieci lub toalet, zamiast do specjalnych punktów zbiórki. Zwierzęta hodowlane wydalają resztki antybiotyków, które podają im rolnicy, by je leczyć lub by szybciej rosły i nabierały masy. A zakłady farmaceutyczne mogą generować ścieki poprodukcyjnymi odpadami, które również zawierają resztki antybiotyków.

Obecnie nie ma wysoce skutecznej metody unieszkodliwiania antybiotyków w oczyszczalniach, więc ostatecznie mogą trafiać one do naszych rzek i jezior. Obecne tam bakterie zaczynają się przed nimi bronić i choć one same nie są dla nas groźne, to sposoby radzenia sobie z antybiotykami mogą też przekazać wysoce chorobotwórczym drobnoustrojom np. z grupy ESKAPE, które sieją postrach w szpitalach.

Zimna plazma atmosferyczna na ratunek

Nad rozwiązaniem tego problemu wspólnie zaczęli pracować naukowcy z PWr i UG. Ich pomysłem było ograniczenie dostępu drobnoustrojom do antybiotyków, a najlepszym rozwiązaniem jest degradacja antybiotyków przed ich uwolnieniem do środowiska.

Aby to osiągnąć skonstruowali układ reakcyjno-wyładowczy z zimną plazmą atmosferyczną, pracujący w systemie przepływowym do oczyszczania ścieków, pochodzących z różnych gałęzi przemysłów, z antybiotyków. Dzięki wynalazkowi, antybiotyki są dezaktywowane, co umożliwia  ograniczenie rozprzestrzeniania się zjawiska wielolekooporności wśród mikroorganizmów chorobotwórczych.

Opracowany wynalazek jest metodą efektywną, niedrogą i ekologiczną.

– W zaprojektowanym przez nas systemie, poddawany działaniu zimnej plazmy atmosferycznej jest wodny roztwór antybiotyków – mówi dr hab. inż.  Piotr Jamróz z Wydziału Chemicznego PWr. – W efekcie ekspozycji zimnej plazmy atmosferycznej na roztwór zawierający antybiotyk, dochodzi to jego rozkładu w  wyniku szeregu reakcji plazmochemicznych, związanych z wytworzeniem reaktywnych form tlenu i azotu, rodników, elektronów solwatowanych a także promieniowania UV oraz promieniowania elektromagnetycznego przez badane przez nas zimne plazmy atmosferyczne, co prowadzi do degradacji farmaceutyków.

Wdrożeniem rozwiązania zainteresowane są już m.in. firmy produkcyjne, w których powstają odpady zanieczyszczone antybiotykami, oczyszczalnie ścieków, laboratoria przemysłowe i naukowe, przemysł farmaceutyczny, przetwórczy, a także szpitale i przychodnie.

- Obecnie opracowujemy jeszcze bardziej efektywny układ plazmowy w formie szczotki do degradacji antybiotyków z roztworów wodnych – mówi dr hab. inż.  Piotr Jamróz z Wydziału Chemicznego. - Po realizacji projektu planujemy przeskalować układ na skalę przemysłową, aby móc wdrożyć go do np. do oczyszczalni ścieków, celem degradacji tych związków organicznych przed ich przedostaniem się do środowiska.

Przeczytaj także:

• Zabójczy koktajl niszczy antybiotyki, które dostają się do rzek i jezior [DGP]
• Zimna plazma pomoże roślinom

 ***

Autorami nagrodzonego rozwiązania są: dr hab. inż. Anna Dzimitrowicz (kierownik projektu Sonata 15, Academia Iuvenum), dr hab. inż. Piotr Jamróz, prof. uczelni, prof. Paweł Pohl  oraz mgr inż. Tymoteusz Kliś z Katedry Chemii Analitycznej i Metalurgii Chemicznej Wydziału Chemicznego PWr , jak również dr Agata Motyka-Pomagruk, dr inż. Wojciech Śledź oraz prof. Ewa Łojkowska z  Zakładu Ochrony i Biotechnologii Roślin Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Gdańskiego i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego.

Badania nad wynalazkiem są prowadzone w ramach projektu Sonata 15 Narodowego Centrum Nauki „Zastosowanie zimnych plazm atmosferycznych generowanych w kontakcie z przepływającym roztworem do bezpośredniej degradacji antybiotyków oraz obniżenia oporności wielolekowej w środowisku naturalnym”. Prowadzi je konsorcjum składające się z Politechniki Wrocławskiej (lider) oraz Uniwersytetu Gdańskiego (partner).