Den blå värdekedjan

Havets biologiska resurser är förnybara, men begränsade och det är viktigt att hålla sig inom ramen för vad som kan skördas hållbart för att inte äventyra den framtida tillgången. Idag genereras 26 000 ton restråvaror från beredning av sjömat i Sverige. Endast hälften av denna biomassa från fiske och sjömatsbearbetning nyttjas, och då i bästa fall, till lågvärdiga ändamål som djurfoder.

På RISE kan vi hjälpa aktörer längs med hela värdekedjan: 

• från producenter av sjömat och (mikro)alger
  • som vill öka intäkterna från sina sidoströmmar;
• till produkt- och varumärkesägare
  • som vill ersätta fossila råvaror med hållbara marina alternativ
  • eller som söker nästa generations funktionella eller bioaktiva material.

I vårt flaggskeppsinitiativ MAREFINE har vi samlat experter från hela RISE för att förädla räkor, alger och fisk till högvärdiga produkter inom kosmetik, kosttillskott, textil och medicinteknik. En nyckelteknologi är bioraffinaderiet, som möjliggör att så många värdefulla komponenter som möjligt kan extraheras från biomassan. Här erbjuder RISE både tester i liten laboratorie­skala och fullskaliga pilot- och demonstrationsprocesser. För att säkerställa att raffinaderi- och förädlingsprocessen är både ekonomiskt och miljömässigt hållbar, erbjuder vi kontinuerlig livscykelanalys (LCA) och teknisk-ekonomisk utvärdering under hela utvecklingen. Vid Kristineberg Center för marin forskning och innovation i Fiskebäckskil finns en stor testbädd som drivs av RISE i samarbete med flera partners, och hjälper företag att utveckla nya innovativa blå värdekedjor.

Från marin resurs till högvärdig produkt

RISE har expertis och erfarenhet av att extrahera och förädla en rad funktionella och bioaktiva komponenter från olika typer av marin biomassa. Några viktiga exempel är:

• Kitin & Kitosan – polysackarider från skaldjursskal, t.ex. räkor och krabbor
• Alginat – polysackarid från brunalg (tång), t.ex. Laminaria digitata
• Ulvan – bioaktiv sulfaterad polysackarid från grönalg, t.ex. Ulva fenestrata
• Fukoidan – bioaktiv sulfaterad polysackarid från brunalg, t.ex. Saccharina latissima
• Karragenan – sulfaterad polysackarid från rödalg, t.ex. Chondrus crispus
• Kollagen, gelatin och kollagenhydrolysat – bioaktivt fiberprotein från fiskrester (skinn, ben, fjäll) eller andra animaliska biprodukter
• Byssus ("havssilke") – polyfenolinnehållande proteinfiber från musslor
• Cellvägg från kiselalger (frustuler) – mesoporösa silikapartiklar från mikroalger
• Krysolaminarin – neutral polysackarid som mikroalger producerar för energilagring
• Fleromättade fettsyror – bioaktiva lipider såsom omega-3 (EPA och DHA) från makro- och mikroalger samt fisk
• Pigment – Exempelvis fukoxantin och astaxantin som finns i både makro- och mikroalger samt skaldjursskal

Prototyper och tillverkning

Vi utvecklar våra högvärdiga prototyper och produkter från de extraherade marina komponenterna med hjälp av en rad tillverkningsmetoder. Våra nyckeltekniker för tillverkning av textilier, sårvårdsförband, kosttillskott, bärarmaterial för läkemedel, och artificiella transplantat för vävnadsregenerering inkluderar:

• Våtspinning – RISE har expertis inom våtspinning av biopolymerer, från labb- till demoskalor. Vår verkstad i Mölndal täcker hela värdekedjan: från fiberutveckling; via kontinuerliga filament eller stapelfibrer inklusive; klippning, krusning, kardning och garnspinning; till stickade textilier.
• Solution blowing – En teknik för att tillverka nonwovenmaterial som kombinerar mångsidigheten hos elektrospinning med skalbarheten hos melt blowing. Används för att designa sårvårdsförband, superabsorbenter, filter för hemodialys och biomimetiska artificiella vävnadsstrukturer.
• Formulering och kontrollerad frisättning – Många bioaktiva ingredienser från marin biomassa (såsom pigmentbaserade antioxidanter från alger, fiskoljor, vitaminer och bioaktiva peptider) är mest användbara när de kapslas in för skydd och/eller kontrollerad frisättning. I vissa fall kan den marina komponenten utgöra hela bärarmaterialet. RISE:s formuleringsexperter utvecklar emulgerings-, dispersions-, beläggnings- och inkapslingstekniker för att formulera känsliga ämnen i krämer, geler och mikro-/nanopartiklar.
• 3D-bioprinting – RISE utvecklar 3D-printning av biomaterial, särskilt för medicintekniska och avancerade terapeutiska tillämpningar. Tekniken används för att kombinera levande celler med biologiska eller syntetiska material för att bygga vävnadsliknande strukturer.

Vi erbjuder även fullständig karakterisering av produkterna vad gäller mekanisk prestanda, kemisk säkerhet och ackrediterad testning av biologisk funktion både in vitro och in vivo. Kontakta oss gärna för mer information.

Landbaserat vattenbruk och sjömatsindustrin förbrukar stora mängder vatten och genererar därmed också stora volymer restvattenströmmar av varierande kvantitet och kvalitet. Vissa är extremt rika på salt och näringsämnen, såsom fosfat, kväve och organiskt kol. Nuvarande metoder för avloppsrening är mycket dyra och energikrävande. Dessutom försvinner värdefulla näringsämnen från näringskedjan och används i bästa fall istället för lågvärdiga ändamål såsom biogas. Samtidigt ökar efterfrågan på nya och hållbara resurser för produktion av livsmedel, material och energi.

Odling av mikroalger i dessa vattenströmmar skulle kunna lösa detta dubbla problem. Mikroalger är mikroskopiska organismer som har en unik förmåga att utföra fotosyntes och effektivt omvandla upplösta näringsämnen till biomassa i form av protein, omega-3-fettsyror, kolhydrater och karotenoider.

De specifika målen för SEAlgaePower är att optimera algodling och avloppsrening i pilotskala; utveckla bioraffinaderiprotokoll för protein-, lipid- och kolhydratextraktion från mikroalgbiomassan; och att utveckla mikroalgbaserade produktprototyper och ingredienser. RISE kommer här att fokusera specifikt på utveckling av fiberbaserade material för sårläkning och regenerativ medicin med hjälp av högmolekylära kolhydrater och proteiner samt på inkapsling av bioaktiva lipider, pigment och peptider.

Inom en rad olika områden används fibermaterial där en eller flera funktioner, utöver fiberns mekaniska egenskaper, är avgörande för deras användning. Detta kan variera från bionedbrytbara agrotextilier inom jordbruk, funktionstextil för totalförsvaret till antimikrobiella sårvårdsförband. Vi har i över ett decenniums tid utvecklat funktionella fibrer mot framförallt avancerad sårvård och regenerativ medicin. I listan nedan ges en sammanställning över fibermaterial och prototyper utvecklade i vårt lab med olika funktionalitet för olika tillämpningar.

MedTech och ATMP

• Infektionskontroll, antimikrobiell funktion - sårvårdsförband
• Celladhesion/tillväxt, vävnadsregenerering - implantat, transplantat, suturtråd, kirurgiska nät
• Immunoadsorption - dialys, universell blodplasma

Hygien och hälsovård

• Superabsorption - inkontinensskydd, blöjor
• Vätske-/värmetransport - förband, kompresser
• Värmeisolering - ortoser

Smarta textilier och skyddskläder

• Infärgning - kläder
• Elektriskt ledande förmåga - E-textil, sensorer
• Vatten-/smutsavvisning (superhydrofobicitet) - skyddskläder, funktionskläder
• Flamskydd - skyddskläder

Annan teknisk textil (agrotextil, geotextil)

• Växtskydd - agrotextil; täckväv, rotskydd
• Antipåväxt - nät för vattenbruk
• Fasomvandlingsmaterial (temperaturkontroll) - täckväv, textil för byggnad och konstruktion
• Piezoelektriska fibrer - textil för byggnad och konstruktion

Vårt erbjudande

Vi tillverkar våra funktionella fibermaterial med våt- och smältspinning samt de besläktade teknikerna för att tillverka nonwovens: solution blowing och spun bonding eller thermal bonding. Funktionaliteten kan antingen introduceras via:

• Doplösningen. Funktionaliteten erhålls här genom att ett additiv (partikel eller aktiv substans) tillsätts direkt till polymerlösningen/smältan som skall bilda fibermaterialet.
  • I vissa fall är den fiberbildande makromolekylen i sig funktionell. Exempelvis via en skräddarsydd bionedbrytning eller bioaktivitet. Ett stort fokus ligger här på biopolymer från den marina miljön, såsom alger och restströmmar från fiskerinäringen.
  • I många fall introducerar vi funktionaliteten med hjälp av mikrokapslar eller andra bärarpartiklar såsom mesoporös silika. Syftet med bärarpartiklarna kan vara att kontrollerat frisätta den aktiva substansen (ex. antimikrobiell substans) eller att permanent kapsla in och skydda den från omgivningen (ex. infärgning och sensorik).
• Koaguleringsbadet eller efterföljande processteg.
  • Molekyler och partiklar med funktionella grupper kan adsorberas till fiberytan i koaguleringsbadet.
  • Kemiska reaktioner kan användas för tvärförnätning eller för att ytmodifiera fibermaterialet med funktionella grupper, exempelvis med plasmabehandling.
• Avancerad spinneret för komplex tvärsnittsmorfologi och yttopografi.
  • Vi kan tillverka fibrer med komplex ytstruktur vilket påverkar bland annat vätningsegenskaper.
  • Vi kan dessutom skapa multikomponentfibrer, exempelvis med s.k. kärna-höljemorfologi som uppfyller liknande funktion som mikrokapslarna (se ovan).

Textilier är den i särklass vanligaste materialkategorin för kroppsnära applikationer, vilket gör att de kan ha en betydande inverkan på hälsan, särskilt på hud och slemhinnor. Med tanke på den stora variationen av textila material och produkter, är det viktigt för såväl producenter som brukare ,att kunna identifiera de mest lämpliga alternativen för specifika tillämpningar. För att uppnå detta finns det flera provningsmetoder som kan kvantifiera olika produkters och materials relevanta egenskaper.

Våra tjänster omfattar ett brett spektrum av produktkategorier inom hälsa och sjukvård. Dessa inkluderar sjukvårdstextilier som sänglinnen, patientkläder och kläder för sjukvårdspersonal. Vi arbetar även med madrasser och rullstolsdynor för trycksårsprevention, samt andra avlastande produkter. Hygien- och sanitetsprodukter, inklusive inkontinensprodukter, är också en del av vårt fokusområde, ortoser, proteshylsor och tillhörande liners.

Vi erbjuder vår expertis i flera sammanhang för att underlätta för våra kunder. Det kan vara utmanande för användare att förstå skillnaderna mellan olika produkter. Genom att ta hjälp av en väl utvald uppsättning mätmetoder kan vi klargöra dessa skillnader. Vid upphandlingar hjälper vi till att bedöma olika leverantörers erbjudanden. Tillverkare kan dra nytta av vår kompetens för att jämföra sina produkter med konkurrenternas eller för att få stöd i produktutveckling, inklusive materialval. Vi erbjuder även allmän rådgivning och konsultation inom området.

De egenskaper vi analyserar är avgörande för att förstå hur textila material påverkar användaren. Vi fokuserar på produkt- och materialegenskaper som påverkar produktens funktion och dess interaktion med människokroppen. Detta inkluderar bland annat: mikroklimatet närmast huden, vätskehanterande egenskaper, termiska egenskaper, friktion samt tryck- och tryckfördelande egenskaper.

Exempel på egenskaper vi kan mäta samt tillämpliga metoder

• Fukt- och värmegensomgångsmotstånd genom materialskikt med hjälp av utrustningen Hudmodellen (SS-EN ISO 11092)
• Mätning av vätskehanterande egenskaper hos materialskikt med hjälp av Moisture Management Tester (AATCC 195)
• Tryckfördelande egenskaper hos rullstolsdynor (mätning med hjälp av försöksperson).
• Tryckfördelande egenskaper hos vårdmadrasser enligt SS 8760013
• Mikroklimategenskaper (fukt och värme) hos rullstolsdynor och vårdmadrasser med hjälp av Den svettande intryckskroppen (intern metod)
• Mikroklimategenskaper hos förband, kompresser, bandage mm (metod anpassas till behovet)
• Absorbtionsegenskaper mm hos nonwoven produkter (blöjor, bindor mm) enligt ISO 9073
• Total absorbtion hos blöjor enligt ISO 11948-1 (Rothwellmetoden)
• Absorbtionsegenskaper hos tamponger med hjälp av Syngina enligt EDANA metod NWSP 350.1.R1(15)
• Absorberingsförmåga och relaterade egenskaper hos förband, kompresser mm enligt EN 13726
• Funktionsegenskaper (vissa) hos mun- och andningsskydd enligt SS-EN 14683
• Egenskaper hos tyger för sjukvårdstextil enligt SS 8760002

Ibland krävs specialanpassade mätmetoder. I många fall finns ingen befintlig mätmetod som uppfyller de krav som ställs. Vi erbjuder i sådana fall specialutformning av befintliga, eller utveckling av nya, metoder för att passa aktuell tillämpning. 

På RISE hjälper vi dig att validera komponenter och färdiga konstruktioner av polyesterbaserade produkter som innehåller olika typer av polyester, såsom PET, PBT, PTT och sampolymerer av polyester.

Vi använder solvolytiska metoder – glykolys, metanolys och hydrolys – för att depolymerisera ditt material. Vi kan återvinna de tereftalatbaserade monomererna i fast form eller mäta deras koncentration i reaktionslösningen med hjälp av GC-MS. Ytterligare analyser, såsom renhet hos monomerprodukten eller detektering av andra nedbrytningsprodukter i lösningen, finns tillgängliga. Endast några gram provmaterial behövs.

Tillverkare av produkter för vård och hälsa har en avgörande roll i att säkerställa att tillverkning och materialval görs med hänsyn till både kemikaliesäkerhet och hållbarhet ur ett livscykelperspektiv. Inom hälsosektorn världen över produceras idag stora mängder avfall, i genomsnitt 2 kg per vårdplats och dag. Genom att designa med ett helhetstänk från början kan tillverkare minska mängden förpacknings-material, förenkla återvinning samt stödja övergången från engångs- till flergångsprodukter.

Vid förändringar i tillverkningsprocesser, materialval eller återvinnings-metoder är det viktigt att noggrant utvärdera olika alternativ. Säkerheten för både patienter och vårdpersonal måste alltid vara det främsta övervägandet vid alla beslut. 

Vårt erbjudande

För att säkerställa att både funktion, säkerhet och miljöpåverkan beaktas ur ett livscykelperspektiv, inspireras vi på RISE av metoden Safe and Sustainable by Design (SSbD). Metoden hjälper oss att utvärdera flera hållbarhetsaspekter av en produkt eller process, från design till slutet av livscykeln, där vi strävar efter att minimera negativa effekter och optimera både funktion och hållbarhet.

Vi erbjuder testning enligt standarder och kan även skräddarsy testpaket särskilt lämpade för just er produkt, samt anpassat efter den fas i produktutvecklingen ni befinner er i.

Vi kan till exempel hjälpa till med utvärdering av:

Funktion

• Absorberingsförmåga: Tester enligt EN 13726 och EN ISO 9073  för nonwoven-produkter.
• Nötningsbeständighet: Tester enligt EN ISO 12947.
• Antimikrobiell effekt: Tester enligt bl.a. EN 17854, ISO 20743 eller AATCC TM100.
• Komfort: Tester för friktion, värmeisolering, böjstyvhet, drapering, permeabilitet och "Moisture Management".
• Personliga tester i klimatkammare: Möjlighet att registrera fukt och temperatur på olika ställen i plagg och produkter på eller i anslutning till människokroppen under aktivitet eller vila i klimatrum.
• Luktanalys: Tester enligt SNV 195 651 (Panel odour test).
• Åldrande: Accelererat kontrollerat klimatåldrande för att simulera tidsåldring.
• Rengöringsbarhet: Tvätt- och torkprocesser för textil och medicintekniska produkter, simulerad kontrollerad användning i form av mekanisk bearbetning med eller utan smuts.
• Dragstyrkeegenskaper hos textila material: Tester enligt ISO 13934-1 och -2.

Säkerhet

• Biokompatibilitet: Tester enligt ISO 10993 för att säkerställa att materialet inte är toxiskt, allergiframkallande eller hormonstörande.
• Rådgivning om biocider och relaterad lagstiftning.
• Kemisk analys och provning.

Miljöpåverkan

• Livscykelanalys 
• Återvinning: Utvärdering av återvinningspotential för material och processer.
• Miljövarudeklaration
• Substitution av oönskade kemikalier