In het kader van het MICROPLAITE-project werken URCA en het laboratorium FARE (Fractionnement des Agro-Ressources, UMR Inrae/URCA) aan de ontwikkeling van nieuwe dragers voor weefselreconstructie. Het doel is om deze materialen te optimaliseren door toevoeging van lignine, een natuurlijk molecuul dat voorkomt in de wanden van hout en planten en dat vanwege zijn biologische en ecologische eigenschappen steeds meer belangstelling geniet.
Lignine: een natuurlijk molecuul met interessante eigenschappen
De gebruikte lignine wordt gewonnen via het zogenaamde SODA-proces, een methode waarbij onder hoge druk/temperatuur soda wordt gebruikt. In tegenstelling tot het meer gangbare Kraft-proces komt hierbij geen zwavel aan te pas. Hierdoor wordt een zuiverdere lignine verkregen, die beter geschikt is voor toepassingen in de groene chemie en biomaterialen.
Figuur 1: Fragmenten van polybutyleensuccinaat (PBS) met lignine (van 1 tot 5%, van links naar rechts) na verwerking in een interne menger.
In het laboratorium werden monsters van polymeren met 1 tot 5 % lignine bereid (figuur 1). Vervolgens werden eerste antibacteriële tests uitgevoerd met Staphylococcus aureus, een bekende pathogene bacterie die vaak als model wordt gebruikt. De resultaten zijn veelbelovend: bij een toevoeging van 5 % is het aantal bacteriën met een factor duizend verminderd, wat wijst op een significante antimicrobiële werking (figuur 2).
Figuur 2: Pétrifilms® na 24 uur incubatie met het microbiële extract in contact met een PBS-plaat met 5% lignine. De initiële concentratie was 5×108 CFU/mL.
In de literatuur is aangetoond dat lignine een opmerkelijke werking heeft als antioxidant. Studies tonen aan dat het de duurzaamheid van polymeren tegen veroudering versterkt door hun oxidatie te vertragen. Het effect wordt duidelijker naarmate het ligninegehalte toeneemt, hoewel er een drempel lijkt te zijn bij meer dan 5%. Er worden momenteel aanvullende analyses uitgevoerd, met name met behulp van de DPPH-techniek, die de antioxidantwerking rechtstreeks meet, om deze bevindingen te valideren, zowel voor zuivere lignine als voor composieten.
Door antibacteriële bescherming te combineren met een verhoogde weerstand tegen oxidatie biedt lignine nieuwe mogelijkheden voor het creëren van biomaterialen die niet alleen veilig en duurzaam zijn, maar ook milieuvriendelijk.
