PCN Materials: μειώνοντας τις δαπάνες του εθνικού συστήματος υγείας

Η αποτροπή των ενδονοσοκομειακών λοιμώξεων απασχολεί διαχρονικά τους ειδικούς, οι οποίοι αναζητούν μέτρα πρόληψης, περιορισμού και αποφυγής τους. Όμως το μεγάλο στοίχημα στη μετά-Covid εποχή δεν είναι μόνο η αποφυγή της έκθεσης σε λοιμώξεις σε νοσοκομειακά και άλλα περιβάλλοντα όπου λαμβάνουν χώρα ομαδικές δραστηριότητες (π.χ. εταιρείες, γραφεία, εργοστάσια, εστιατόρια, γυμναστήρια, συνεδριακοί χώροι,  ξενοδοχεία, σχολεία και εγκαταστάσεις αναψυχής, γηροκομεία, κοινωνικές δομές), αλλά και η αποκατάσταση της εμπιστοσύνης των πολιτών, ώστε να ξαναρχίσουν να προσέρχονται με ασφάλεια στους παραπάνω χώρους και ιδιαίτερα στα νοσοκομεία.

Αυτό σημαίνει ότι πιθανώς θα πρέπει να αρχίσουν να λαμβάνονται και να εφαρμόζονται μέτρα που δεν λαμβάνονταν τακτικά στο παρελθόν, προφανώς γιατί δεν υπήρχαν. Μέτρα εφαρμογής νέων καινοτόμων τεχνολογιών και πρωτοποριακών υλικών που να συνδυάζουν, στο μέγιστο δυνατό βαθμό, αντιρρυπαντικές και αντιμολυσματικές ιδιότητες. Και εδώ είναι που προκύπτει το ερώτημα αν υπάρχουν τέτοιες λύσεις.

Την απάντηση δίνει η νεοσύστατη εταιρεία spin-off με την επωνυμία “PCN Materials ΙΚΕ” (από το Photo-Catalytic Nano Materials) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ), (μέλος του ΣΕΒ καταχωρισμένη στο επίσημο Εθνικό μητρώο καινοτόμων επιχειρήσεων ELEVATE GREECE) η οποία αξιοποιώντας πατενταρισμένη πρωτοποριακή τεχνολογία που αποτελεί προϊόν βασικής και εφαρμοσμένης έρευνας υψηλής ποιότητας του Ινστιτούτου Ηλεκτρονικής Δομής και λέιζερ (ΙΗΔΛ) του ΙΤΕ  παράγει μοναδικά φωτοκαταλυτικά υλικά σε παγκόσμιο επίπεδο.

Η μοναδικότητα αυτών των υλικών έγκειται στα δομικά τους χαρακτηριστικά που είναι η συνύπαρξη αντιρρυπαντικής και αντιβακτηριδιακής δράσης. Τα υλικά υπό την επίδραση αβλαβούς ορατής ακτινοβολίας, καταστρέφουν παθογόνους μικροοργανισμούς πρωτίστως στην αέρια φάση αλλά και σε υγρά απόβλητα, καθαρίζοντας εσωτερικούς χώρους στους οποίους ο μέσος άνθρωπος δαπανά πάνω από το 90% της ημέρας του.

Φωτο: Οι ιδρυτές της εταιρείας. Δεξιά ο Καθ. Γέωργιος Κυριακίδης και αριστερά ο Βασίλης Μπίνας. Picture credits C.Tsoumplekas

«Η πρότασή μας, αφορά την κάλυψη όσο το δυνατόν μεγαλύτερου αριθμού επιφανειών με αυτά τα φωτοκαταλυτικά υλικά που  καταπολεμούν παθογόνους μικροοργανισμούς όπως είναι ο σταφυλόκοκκος, η Klebsiella της πνευμονίας, ο στρεπτόκοκκος, το κολοβακτηρίδιο E-Coli και η ψευδομονάδα πρωτίστως στην αέρια φάση, αλλά και ιούς όπως ο Lentivirus (συγγενής του SARS–COV-2/ COVID-19) και ο MS2 Bacteriophage σε υγρά απόβλητα. Αυτά τα υλικά παράγονται με τη μορφή σκόνης ή διαλύματος, αναμειγνύονται με διάφορα είδη ανόργανων και οργανικών υλικών (χρώματα, επιχρίσματα) και καλύπτουν επιφάνειες από γυαλί, ίνες (υφάσματα), σοβά, τσιμέντο, γυψοσανίδα, ξύλο ή μέταλλο. Μάλιστα, τους τελευταίους μήνες, προσθέσαμε στην λίστα με τις εφαρμογές μας και φίλτρα για συστήματα κλιματισμού», εξηγεί ο ιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας καθηγητής Γεώργιος Κυριακίδης, ο οποίος έχει διατελέσει επίσης διευθυντής του Επιστημονικού και τεχνολογικού Πάρκου Κρήτης (1994-97) και πρόεδρος της Ευρωπαϊκής Εταιρείας Έρευνας Υλικών (E-MRS) για την περίοδο 2017-2019.

Μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία

Σύμφωνα με την τελευταία εθνική καταγραφή που έκανε το Κέντρο Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων, το 9% των ασθενών που νοσηλεύονται στα δημόσια νοσοκομεία αναπτύσσει λοίμωξη σε ποσοστό πολύ υψηλότερο από τον ευρωπαϊκό μέσο όρο που είναι 6%. Οι περισσότερες εντοπίζονται στις ΜΕΘ (περίπου το 55%), καθώς εκεί νοσηλεύονται βαρέως πάσχοντες με πολλαπλούς παράγοντες κινδύνου ανάπτυξης νοσοκομειακής λοίμωξης. Ωστόσο το πρόβλημα δεν είναι μόνο ελληνικό. Στην ΕΕ υπολογίζεται ότι κάθε χρόνο, περίπου 4.100.000 ασθενείς εμφανίζουν νοσοκομειακή λοίμωξη, με τους εκτιμώμενους θανάτους να αγγίζουν τις 37.000, αριθμός που θα μπορούσε να αυξηθεί σε 110.000 εάν συνυπολογιστούν και οι έμμεσοι θάνατοι.

Έρευνα που δημοσιεύτηκε από τον ΕΟΔΥ για την περίοδο 2016-2017, δηλαδή λίγο πριν από το ξέσπασμα της πανδημίας και που αφορά 1.209 ΜΕΘ και μονάδες αυξημένης φροντίδας σε 1735 νοσοκομεία, σε 28 ευρωπαϊκές χώρες εκτιμά 3,8 εκατ. περιστατικά ενδονοσοκομειακών λοιμώξεων με κόστος 7 δισ. ευρώ. Συνολικά 8,8 εκατομμύρια περιστατικά υπολογίζεται ότι εμφανίζονται κάθε χρόνο σε ευρωπαϊκά νοσοκομεία και σε εγκαταστάσεις μακροχρόνιας περίθαλψης. Ειδικότερα, κατά την περίοδο της πανδημίας παρατηρήθηκε αύξηση κατά 50% στις ενδονοσοκομειακές λοιμώξεις, σύμφωνα με στοιχεία του ECDC, η οποία αποδίδεται στο γεγονός ότι νοσηλεύονται περισσότερα άτομα στις ΜΕΘ και για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Ο φωτοκαταλυτικός καθαρισμός αέρα που προτείνουν οι Έλληνες ερευνητές είναι μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία που μιμείται τον μηχανισμό αυτοκαθαρισμού της φύσης και που μπορεί να μεταβάλει προς τα κάτω τα παραπάνω νούμερα. Στη μελέτη τους, που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Applied Catalysis B: Environmental, οι επιστήμονες μπόρεσαν να αποδείξουν ότι το φωτοκαταλυτικό υλικό που ανέπτυξαν έχει αντιβακτηριδιακή δραστικότητα μεγαλύτερη από 99,9% μέσα σε μια ώρα έκθεσης των παθογόνων σε αυτό υπό την επίδραση φυσικού ή τεχνητού φωτός. «Το υλικό μπορεί να αποδομήσει αέριους ρύπους (οξείδια του αζώτου, φορμαλδεΰδη, βενζόλιο, τολουόλιο κ.ά) και να αποτρέψει την εξάπλωση των αερομεταφερόμενων παθογόνων σε εσωτερικούς χώρους σκοτώνοντας τα παθογόνα Gram positive/-negative βακτήρια και ιούς (klebsiella pneumoniae / Escherichia coli / Staphylococcus aureus / Pseudomonas, Coliphage MS2, Lentivirus κ.ά) που ταξιδεύουν στα σωματίδια αερο-υγρού λύματος και που εμφανίζουν αυξανόμενα επίπεδα μικροβιακής αντοχής», περιγράφει ο Καθ. Κυριακίδης.

Το ποσοστό προστασίας της μεθόδου επαληθεύτηκε μετά από επιτυχημένη δοκιμή  επιχρίσματος που περιείχε την προτεινόμενη φωτοκαταλυτική σκόνη στο τούνελ του βόρειου οδικού άξονα στο ύψος των Μαλίων της Κρήτης το 2014. Αποτέλεσμα ήταν η εξάλειψη των ρύπων, η κυκλοφορία καθαρού αέρα αλλά και η εξοικονόμηση περισσότερων από 54.000 ευρώ ετησίως από τη δαπάνη συντήρησης. Ακολούθησε  το 2017 μια συνεργασία των ερευνητών με το Γενικό Επιτελείο Στρατού όπου εφαρμόστηκε αντιρρυπαντικό / βακτηριοκτόνο επίχρισμα στα ιατρεία και στους θαλάμους ασθενών του κέντρου εκπαίδευσης νεοσυλλέκτων Εφέδρων Αξιωματικών (Στρατόπεδο ΣΕΑΠ) στο Ηράκλειο Κρήτης, με θεαματικά αποτελέσματα μείωσης ρύπων οξειδίων του αζώτου ΝΟx της τάξεως του 70% και του φορτίου αέριων παθογόνων της τάξεως του 99%!

Λοιμώξεις με μεγάλο κόστος

Το Ευρωπαϊκό Κέντρο Πρόληψης και Ελέγχου Νοσημάτων (ECDC) εκτιμά ότι, κάθε μέρα, περίπου 80.000 ασθενείς ή ένας στους 18 ασθενείς, στα ευρωπαϊκά νοσοκομεία πλήττονται τουλάχιστον από μία λοίμωξη που σχετίζεται με την υγειονομική περίθαλψη. Οι λοιμώξεις από Staphylococcus aureus είναι οι πιο συχνές και αυξάνουν την περίοδο νοσηλείας από κατά μέσο όρο 4 σε 14 ημέρες με πρόσθετο κόστος που κυμαίνεται από 10.000 έως 36.000 ευρώ ανά ασθενή. Στις ΗΠΑ, έχει αναφερθεί ότι οι ενδονοσοκομειακές λοιμώξεις είναι οι πιο συχνές επιπλοκές της περίθαλψης και μία από τις 10 κορυφαίες αιτίες θανάτου. Το συνολικό άμεσο κόστος αυτών για τα νοσοκομεία στις ΗΠΑ κυμαίνεται από 28 έως 45 δισεκατομμύρια δολάρια.

Στην ΕΕ, εκτιμάται ότι το 6,5% των ασθενών σε νοσοκομεία οξείας περίθαλψης είχαν τουλάχιστον ένα περιστατικό. Οι δαπάνες που σχετίζονται με τα νοσοκομεία στην Ευρώπη υπολογίζονται σε 12 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας ηγείται των προσπαθειών για τη διαμόρφωση και τη δημοσίευση κλινικών κατευθυντήριων γραμμών και παρεμβάσεων σε μια προσπάθεια μείωσης της συχνότητας εμφάνισης αυτών των λοιμώξεων και φυσικά του κόστους για τα εθνικά συστήματα υγείας.

Ενδιαφέρον παρουσιάζει το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς αντισηπτικών και απολυμαντικών που αποτιμήθηκε σε 16,75 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2018 και αναμένεται να αυξηθεί σε 28,1 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2026 (CAGR 6,7% ). Η υψηλή συχνότητα εμφάνισης λοιμώξεων και το συνακόλουθο κόστος τους μαζί με την αυξανόμενη ευαισθητοποίηση σχετικά με την πανδημία είναι οι παράγοντες που οδηγούν στη ζήτηση.

Αντίστοιχα, η παγκόσμια αξία της αγοράς ιατρικών κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων (κουρτίνες, λευκά είδη, ρόμπες, κλπ.) αποτιμήθηκε σε 12,2 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2018 και αναμένεται να φτάσει τα 18,5 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2025. Και εδώ η πρόταση της “PCN Materials ΙΚΕ” για μείωση του κόστους βρίσκει άμεση εφαρμογή: “Το νέο φωτοκαταλυτικό υλικό που κατασκευάζει η εταιρεία, στο Ηράκλειο Κρήτης εμπεριέχει μια καινοτόμο πιστοποιημένη φωτοκαταλυτική σκόνη τροποποιημένου οξειδίου του τιτανίου (ΤiΟ2) σε διάλυμα οξικού αιθυλεστέρα και πρόσμιξη πολυμερικής ένωσης οργανοπυριτίου, η οποία μπορεί να  εναποτεθεί σε υφάσματα από φυσική ή συνθετική μήτρα με μεγάλη ευκολία, με μικρό κόστος και με μεγάλη διάρκεια ζωής (>5 έτη). Έχει λάβει πιστοποίηση ( ISO 27447¨2019, CEN/TS 16980.01:2018, AATCC 100 – 2004) και δουλεύει ακόμη και υπό την επίδραση του φωτός εσωτερικών χώρων (λάμπες αλογόνου, LED, πυρακτώσεως κλπ). Έτσι, η ιδέα για εφαρμογή του, για παράδειγμα, σε κουρτίνες, ταπετσαρίες, ποδιές, καθίσματα, καναπέδες, μοκέτες, καθίσματα αυτοκινήτων, τρένων, μετρό, αεροπλάνων αιθουσών συνεδρίων κ.ά. το καθιστά πρωτοπόρο”, αναλύει ο καθηγητής, προσθέτοντας πως το σημαντικό είναι ότι δεν χρειάζεται ειδικός τεχνικός για την εφαρμογή του.

“Οποιοσδήποτε μπορεί να το εφαρμόσει με ένα απλό πιστόλι ψεκασμού, καθώς το υλικό για υφασμάτινες επιφάνειες βρίσκεται σε υγρή μορφή διαλύματος. Ο ψεκασμός του σπρέι πρέπει να γίνει ομοιόμορφα σε όλη την επιφάνεια του υφάσματος σε αναλογία ενός λίτρου ανά 10τ.μ. επιφάνειας. Το υλικό, που είναι διάφανο και δεν επηρεάζει τα χρώματα, διαρκεί έως και 5 χρόνια και δε χρειάζεται συντήρηση και πρόσθετα έξοδα. Η τιμή του μάλιστα είναι προσιτή για ευρεία επαγγελματική ή ιδιωτική χρήση. Επίσης, έχει αποδειχθεί πως σε υφάσματα αντέχει μέχρι και 5 πλύσεις σε θερμοκρασία 50 βαθμούς C με ήπιο απορρυπαντικό”, συνεχίζει ο Έλληνας επιστήμονας, καταλήγοντας πως η Ιαπωνία που πρωτοστάτησε στην ανάπτυξη της τεχνολογίας αυτής έχει ενσωματώσει εφαρμογές σε διάφορες επιφάνειες στο 70% των κτιρίων της ανά την επικράτεια.

Φωτο: Τα υλικά της εταιρείας έχουν δοκιμαστεί με μεγάλη επιτυχία σε τσιμεντούχες και ασβεστούχες μήτρες ή πάνω σε γυψοσανίδες, τσιμεντοσανίδες και εμφανές μπετόν

Αξίζει να σημειωθεί πως η “PCN Materials ΙΚΕ” κατάφερε να διακριθεί στον Πανελλήνιο Διαγωνισμό «Building Materials Awards 2020» αποσπώντας το 1ο (Χρυσό) βραβείο της ενότητας «Προηγμένα Υλικά» κατηγορία «Σύνθετα Υλικά» και αφήνοντας πίσω της καταξιωμένες εταιρίες του χώρου των δομικών υλικών. Επιπλέον η “PCN Materials ΙΚΕ” επιλέχθηκε, ανάμεσα σε 500 υποψήφιους, από την εταιρία Plug & Play που εδρεύει στο Silicon Valley της Καλιφόρνιας, προκειμένου να συμπεριληφθεί στη λίστα με τις 17 πλέον υποσχόμενες νέες επιχειρηματικές πρωτοβουλίες στον τομέα των υλικών, σε διεθνή κλίμακα, ενώ είχε προηγηθεί η βράβευση με τα ‘EcoCities” awards 2018 “Environmental Sensitivity”.

Για όσους ενδιαφέρονται να μάθουν περισσότερα για τα καινοτόμα αυτά υλικά, στις 22 Ιανουαρίου, στο Ίδρυμα Ευγενίδου, στο πλαίσιο της ημερίδας για τους Σύγχρονους Έλληνες Εφευρέτες που διοργανώνει η Mind the Minds, ο Καθηγητής Γεώργιος Κυριακίδης στην ομιλία του με τίτλο: «Καινοτόμα υλικά στην υπηρεσία της δημόσιας υγείας», στις 14:30, θα αναλύσει τις πολλαπλές εφαρμογές αλλά και τις προοπτικές που διαφαίνονται για τις καινοτόμες τεχνολογικές λύσεις της PCNano materials.