BioReMediA
Scheda del progetto
Università degli Studi di Pavia
Dottoranda Arianna Melis
Dr. Simone Caridi
La ricerca e l'industria biomedica usano estensivamente colture cellulari generando significative quantità di rifiuti. BioReMediA nasce dalle riflessioni sull'impatto economico e ambientale causato dallo smaltimento quotidiano di grandi quantità di Terreni di Coltura Cellulare Esausti (TCCE).
Ispirati dall'eccezionale versatilità delle microalghe, dalla loro capacità di decontaminare matrici fortemente inquinate (come le acque reflue e gli effluenti industriali), Biomedica ha come obiettivo lo sviluppo di strategie per riciclare tali rifiuti in supplementi capaci di far crescere efficientemente le microalghe.
Nel dettaglio, il progetto mira a: ridurre l’impatto dei rifiuti liquidi della ricerca/industria bio- medica; attivare percorsi di economia circolare incentivando la sostenibilità nelle medesime filiere; aumentare le rese nella coltivazione di microalghe per applicazioni di biorisanamento attraverso l’utilizzo dei prodotti derivati da TCCE; sviluppare metodiche per ottenere prodotti ad alto valore aggiunto (lipidi, proteine, pigmenti) da microalghe con un approccio cost- effective.
Le produzioni di ambito bio-medico richiedono un utilizzo intensivo di sistemi basati su miscele di nutrienti con cui vengono generati i terreni di coltura. L’associata produzione di effluenti, costituti da terreni di coltura cellulari esausti (TCCE spesso ricchi di antibiotici) è enorme. Lo smaltimento di questi effluenti richiede procedure di decontaminazione, che vengono generalmente effettuate utilizzando agenti chimici (es. ipoclorito di sodio). Al momento non sono disponibili strategie per ridurre o riciclare questi effluenti o loro contenuti per ridurne l'impatto ambientale. Inoltre, la decontaminazione chimica rappresenta di per sé un problema ambientale.
BioReMediA propone una strategia per convertire il percorso diretto di utilizzo-smaltimento dei terreni di coltura cellulare in un approccio circolare senza precedenti, che permette di gestire questi effluenti biologici offrendo loro una "seconda vita" come supplementi per migliorare la crescita di microalghe. Attraverso la metodologia sviluppata, basata su riformulazione degli effluenti esausti, molteplici ceppi di microalghe crescono in modo più efficiente e rapido. Questa aumentata biomassa algale può essere sfruttata in numerose applicazioni, come il biorisanamento di altri effluenti tossici, la produzione di biocombustibili o biofertilizzanti, nonché per la produzione di varie molecole ad alto valore aggiunto. In questo modo si introduce un processo basato sull’economia circolare all'interno della filiera bio- medica senza intaccare l’outcome primario delle procedure basate su colture cellulari, ma trasformando lo smaltimento degli effluenti da colture cellulari in un'opportunità di riciclo ad elevato valore aggiunto.
BioReMediA intende:
- ridurre dell’impatto dei rifiuti liquidi della ricerca/industria bio-medica;
- attivare un sistema di economia circolare nelle medesime filiere;
- migliorare le rese nella coltivazione di microalghe per applicazioni di biorisanamento
- attraverso l’utilizzo dei prodotti derivati da TCCE;
- generare prodotti ad alto valore aggiunto da microalghe con un approccio cost-effective
Sono stati selezionati dei TCCE che garantiscono una migliore produttività delle microalghe. Dalle formulazioni più promettenti si sta procedendo ad effettuare uno scale up e ad accumulare la biomassa microalgale per una sua caratterizzazione biochimica (contenuto in lipidi, zuccheri, proteine). Inoltre, si stanno analizzando nuove formulazioni dei TCCE che garantiscano una migliore crescita microalgale.
Target
La tecnologia proposta da BioReMediA può essere sfruttata da un’ampia tipologia di utilizzatori in quanto permette:
- di recuperare effluenti dall’industria bio-medica e farmaceutica e di avere delle procedure green di biorisanamento; possibili end-users possono essere facilmente individuati nelle realtà imprenditoriali incentrate su processi di biorisanamento e trattamento green di wastewaters i quali siano anche interessati ad introdurre un’opportunità di “seconda vita” per gli effluenti dell’industria bio-medica e farmaceutica.
- di coltivare e utilizzare microalghe in modo efficiente per molteplici scopi; ad esempio, le filiere di produzione (dai prodotti chimici ai fertilizzanti e biocarburanti) potrebbero beneficiare dell’incremento di resa in coltura delle microalghe dovuto ai supplementi di nostra invenzione.
Ricadute e impatto
La tecnologia proposta in BioReMediA introduce economia circolare all'interno delle filiere della ricerca biomedica senza intaccare l’outcome primario delle procedure basate su colture cellulari, ma trasformando lo smaltimento degli effluenti da colture cellulari in un'opportunità di riciclo ad elevato valore aggiunto.
L’approccio semplice ed innovativo offerto da BioReMediA permette non solo di riciclare efficientemente i TCCE, ma di utilizzare questi scarti in diverse formulazioni che possono aumentare la produttività della biomassa microalgale rispetto alla loro produttività standard.
Lo sfruttamento di BioReMediA consentirà:
- La riduzione dell’impatto dei rifiuti liquidi della ricerca/industria bio-medica;
- L’ attivazione di un sistema di economia circolare nelle medesime filiere;
- Il miglioramento delle rese nella coltivazione di microalghe per applicazioni di biorisanamento attraverso l’utilizzo dei prodotti derivati da TCCE;
- La generazione di prodotti ad alto valore aggiunto da microalghe con un approccio cost-effective.
Le possibili ricadute ottenibili dallo sfruttamento delle tecnologie offerte da BioReMediA sono:
- una serie di prodotti basati sul rifiuto TCCE che permettono la coltivazione di microalghe con rese superiori a quelle attualmente ottenibili in condizioni standard.
- una serie di metodiche innovative per la crescita di microalghe per il miglioramento delle procedure di biorisanamento ambientale già esistenti. Questo si traduce in una migliorata gestione green di effluenti liquidi industriali e di acque di scarico: l’utilizzo di microalghe in processi di biorisanamento urbano e industriale richiede elevate quantità di biomassa, che potrebbero beneficiare dei supplementi di nostra invenzione.
- una serie di protocolli riproducibili per l’ottenimento sostenibile e cost-effective di sostanze chimiche basate sull’utilizzo di microalghe: le filiere di produzione (dai prodotti chimici ai fertilizzanti e biocarburanti) potrebbero beneficiare dell’incremento di resa in coltura delle microalghe dovuto alle nostre formulazioni.