Grafenlager för att förhindra kateterrelaterad urinvägsinfektion (avslutat)

Syfte och mål
Projektets mål var att utnyttja grafens egenskaper för att skydda en medicinteknisk produkt från bakterietillväxt och därmed reducera risken för kateterassocierad urinvägsinfektion.

Sedan Wellspect Healthcare (fd. Astra Tech) introducerade sin LoFric-kateter 1983 har inga större genombrott skett för att reducera risken för kateterassocierade urinvägsinfektioner. Grafens unika egenskaper, såsom hårdhet, böjlighet, elektrisk ledningsförmåga och att det är kemiskt inert, gjorde att vi förväntade oss att det var lämpat för att skydda en medicinteknisk produkt, såsom en kateter, från bakterietillväxt.

Chalmers grafencentrum är världsledande i att producera stora, intakta flak av grafen. Genom det här projektet har den mikrobiologiska effekten av sådana flak för första gången kunnat studeras. Detta ger Wellspect en unik möjlighet att vara först på marknaden med att utnyttja grafens egenskaper för att reducera risken för kateterassocierad urinvägsinfektion. Det ger också en stark koppling mellan ett företag och Chalmers grafencentrum vilket är positivt för grafenforskningen i Sverige.

Planerat upplägg och genomförande
Projektet var ett samarbete mellan Wellspect Healthcare, Chalmers grafencentrum och forskargrupperna som leddes av Ivan Mijakovic och Fredrik Westerlund på Chalmers. Wellspect har bidragit med sin expertis om den kliniska tillämpningen samt utveckling och kommersialisering av den färdiga produkten. Grafencentrum har bidragit med stora flak av grafen.  Forskargrupperna på Chalmers är experter på signalering i bakterier (Mijakovic) samt mikrofluidik och fluorescensmikroskopi (Westerlund).

Effekter och resultat

  • Projektet har gett en fördjupad kunskap om varför vissa former av grafen är antibakteriella, medan grafen i andra former inte påverkar bakterier (eller andra celler) överhuvudtaget.
  • Delar av detta arbete har publicerats eller är på väg att publiceras i olika vetenskapliga tidskrifter och det är kunskap som är helt avgörande för användningen av grafen i medicintekniska applikationer.
  • En patentansökan kring antibakteriella egenskaperna hos vertikalt grafen har lämnats in. Antibakteriell grafen har ett antal unika egenskaper som gör den speciellt användbar för vissa medicintekniska tillämpningar. I kombination med en mer kostnadseffektiv produktionsmetod, som vi nu försöker utveckla, så finns det goda möjligheter att utveckla produkter som kan dra nytta av dessa egenskaper.
  • Sammantaget anser vi att projektets mål och syfte har uppfyllts. Projektet har lett till ett ömsesidigt kunskapsutbyte och ett välfungerande samarbete mellan Chalmersforskarna och ansvariga på Wellspect, vilket har varit en förutsättning för att identifiera områden där möjligheterna bäst överlappade de medicintekniska behoven.
  • Projektets arbete har lett till en bättre förståelse för egenskaperna bakom grafenets antibakteriella effekt, varför bara vissa former av grafen är antibakteriella.

För att kunna kommersialisera de patentsökta resultaten krävs att en kostnadseffektiv tillverkningsmetod utvecklas. Det är ett arbete som fortsätter i ett nystartat projekt.

Abstract in english

Graphene layers to prevent catheter related urinaty infection

Purpose and goal
The project aim was to use the unique properties of graphene (hardness, flexibility, thermal conductivity and chemical inertness) to develop an anti-biofouling coating on a catheter to reduce the risk of catheter associated urinary infection.

There has been no major breakthroughs to reduce the risk of catheter associated urinary infections, since Wellspect Healthcare (ex. Astra Tech) introduced its LoFric catheter in 1983.

The Graphene centre at Chalmers is a world leading producer of large, intact graphene flakes. Through this project, the microbiological effect of these flakes were studied for the first time and has given Wellspect an opportunity to be first on the market to use the properties of graphene for this purpose.

The project was a collaboration between Wellspect Healthcare, the Graphene Centre at Chalmers and the research groups led by Ivan Mijakovic and Fredrik Westerlund at Chalmers. Wellspect contributed with its expertise on clinical application and the development and commercialisation of the finished product. The Graphene Centre at Chalmers has contributed with large graphene flakes. The research groups at Chalmers are experts on signaling in bacteria (Mijakovic) as well as in microfluidics and fluorescence microscopy (Westerlund).

Effects and results
The project has given us in-depth knowledge of why certain forms of graphene are antibacterial, while graphene in other forms do not affect bacteria (or other cells) whatsoever.
Parts of this work have been published or will be published in various scientific journals and this is knowledge that is absolutely crucial for using graphene in medical applications,

A patent application has been submitted around the antibacterial properties of vertical graphene. Antibacterial graphene has a number of unique properties which makes it suitable for certail medical applications. In combination with a more cost effective production method that we now are trying to develop, there are good opportunities to develop products that can benefit from these properties. The Project goal and aism have been met. There has been a mutual exchange of knowledge and a well-functioning cooperation between the researchers at Chalmers and the people at Wellspect, which has been a prerequisite for identifying areas where the possibilities best overlap medical needs. We have gained a better understanding of the graphene properties that make the antibacterial effect and why only certain forms of graphene are antibacterial.

In order to commercialize the patented results, a cost-effective manufacturing method is required. This work continues in a newly launched project.

Utlysning:
Förstudieprojekt samt Forsknings- och Innovationsprojekt 2015

Projektpartners: Dentsply IH AB (Wellspect Healthcare), Chalmers

Projektledare: Martin Lovmar, PhD, Wellspect Healthcare

E-mail: martin.lovmar@wellspect.com

Bidrag: 2 000 000 kr

Projektets löptid: 2015 – 2017

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: