REZUMAT

Studiul de cercetare a avut ca obiectiv principal optimizarea protocolului de obtinere a chitosanului brut si a materialelor pe baza de chitosan brut, pornind de la carcase de creveti, si urmarirea efectelor asupra proprietatilor finale. In acest sens, au fost stabilite urmatoarele obiective secundare:

OS1. Obtinerea si optimizarea retetei de obtinere a chitosanului brut pornind de la chitina extrasa din deseurile preconditionate ale crustaceelor. Caracterizarea fizico-chimica a materiilor prime, a intermediarilor si a materialelor finale.

OS2. Obtinerea perlelor MIP pe baza de chitosan brut (via chitina experimentala) pentru retentia de antibiotice. Caracterizarea fizico-chimica a materiilor prime, a intermediarilor si a materialelor finale si cunatificarea profilului de retentie a antibioticelor.

OS3. Sinteza hidrogelurilor antibacteriene pe baza de chitosan brut (via chitina experimentala) si saruri cuaternare de amoniu. Caracterizarea fizico-chimica si bacteriologica a materiilor prime, a intermediarilor si a materialelor finale si cunatificarea profilului de retentie a bacteriilor patogene.

OS1. Realizarea acestui obiectiv a constat in optimizarea procedeului de obtinere a chitosanului brut din carcase de crustacee. Aceasta faza s-a incheiat cu

obtinerea unui chitosan cu proprietati asemnatoare cu cele ale chitosanului comercial. Insa au fost subliniate si cateva caracteristici distincte care au condus in continuare la rezultate foarte diferite comparativ cu cel comercial.

Sinteza chitosanului pornind de la carcase de creveti a fost realizata cu succes. Spectrele FTIR ale celor doua tipuri de chitosan sintetizate in laborator (brut si cel din chitina comerciala) au fost comparate cu cel al chitosanul comercial. Probele au prezentat toate benzile caracteristice formarii chitosanului prezente in literatura de specialitate. Spectrele XRD au confirmat prezenta carbonatului de calciu in chitosanul brut, lucru dorit pentru imbunatatirea proprietatilor mecanice ale chitosanului pentru aplicatii viitoare.

Tehnica HPLC a oferit informatii importante despre masa moleculara a probelor de chitosan, astfel se poate observa ca masa moleculara a chitosanului obtinut in laborator este mai mare fata de a chitosanului comercial. Chitosanul brut prezinta doua mase moleculare diferite, una dintre ele fiind cu un ordin de marime mai mare fata de cea a CC, astfel se explica solubilitatea mai slaba a acestuia.

Gradul de deacetilare al chitosanului a fost determinat prin doua metode, prin titrare si prin rezonanta magnetica nucleara; datele obtinute aratand un grad de deacetilare ridicat pentru cele doua probe de chitosan sintetizate in laborator, in comparatie cu chitosanul comercial.

In etapa viitoare se vor continua studiile de optimizare a procesului de obtinere a chitosanului brut din carcase de creveti, in vederea obtinerii un produs cu masa moleculara uniforma.

OS2. Acest obiectiv a presupus obtinerea perlelor MIP pe baza de chitosan brut pentru retentia de antibiotice. Dupa cum s-a constatat din Etapa I, obtinerea de perle s-a dovedit mai complexa decat s-a anticipat. Din aceste considerente, obtinerea de materiale cu proprietati de retentie a antibioticelor a vizat obtinerea unor granule de criogel cu retele interpenetrare de chitosan si bioceluloza.

Studiul realizat a permis obținerea de informații cu privire la producerea de criogeluri hibride cu aplicații în reținerea de antibiotice din apele reziduale. Au fost utilizați atât polimeri naturali, cât și argile naturale. Cea mai mare parte a cercetărilor s-a concentrat pe obținerea de criogeluri hibride pe bază de

chitosan-bioceluloză și argile naturale cu proprietăți superabsorbante pentru retenția de antibotice.

Din studiul gradelor de gonflare s-a dovedit faptul că criogelurile au avut grade de gonflare relativ ridicate, ceea ce confirmă capacitatea foarte mare de gonflare a acestor materiale hibride. Analiza UV-Vis a permis evidențierea profilelor superabsorbante pe care le au criogelurile pentru retenția antibioticelor, în special a penicilinei G. In cazul Sulfadiazine Argentice, se va analiza posibiliatea de utilizare a ciclodextrinelor pentru imbunatatirea solubilitatii in apa.

Analiza termică a dovedit, de asemenea, încorporarea cu succes a kaolinei, punând, totodată, în evidență diferențe de stabilitate între probele obținute cu chitosanul comercial și cu cel sintetizat în laborator. Microscopia electronică de baleiaj a confirmat succesul încorporarii argilei în matricea polimerică de Chitosan-Bioceluloză, furnizând, totodată, informații privind porozitatea probelor. De mentionat faptul ca, utilizarea chitosanului sintetizat din carcase de crustacee a condus la materiale cu proprietati imbunatatite comparativ cu cele pe baza de chitosan comercial. In etapa urmatoare, se vor testa noile retete de criogeluri si pentru retentia tetraciclinei si vancomicinei si, de asemenea, se va optimiza metoda de obtinere (utilizand imprentarea moleculara) pentru a creste specificitatea/ selectivitatea pe clase de antibiotice.

OS3. Acest obiectiv a fost realizat prin sinteza unor noi hidrogeluri cu efect antibacterian pe baza de chitosan brut, respectiv chitosan sintetizat din

carcase de crustacee cu retea interpenetrata policationica de grupari cuaternare de amoniu. Aceasta faza s-a finalizat cu obtinerea unor hidrogeluri cu retele interpenetrate cu rezistenta mecanica mai buna decat cele din etapa precedenta.

În cadrul analizelor spectroscopice FTIR s-au observat benzi caracteristice atât pentru polielectrolitului sintetic cât și pentru chitosan. Comportamentul de degradare termică a hidrogelurilor IPN sintetizate a arătat o influență pozitiva asupra stabilitatii termice odata cu cresterea concentrației de polielectrolit sintetic.

În cadrul studiului gradului de gonflare, s-a observat, pe lângă influența vizibilă a concentrației de monomer sintetic utilizat, și influența tipului de chitosan utilizat. Gradul maxim de gonflare a fost de 15704% in cazul probelor cu chitosan comercial și de 12823% în cadrul probelor ce conțin chitosan brut. De asemenea, comparativ cu rezultatele obtinute in etapa anterioara pentru hidrogelurile obtinute cu cantitati mai scazute de reticulant, in acest caz s-a constatat o mai buna rezistenta mecanica in timpul utilizarii/ gonflarii. Hidrogelurile si-au pastrat integritatea pana la peste 24 ore vs. 6 ore pentru cele obtinute in etapa anterioara.

Testele bactericide au reflectat potentialul materialelor sintetizate, cu precadere a hidrogelului de baza de chitosan brut, sintetizat din carcase de

creveti, de a distruge atat coliformii si clostridiile in proportii de 51% si respectiv 53%. De asemenea s-a remaracat si o crestere a efectului bactericid odata cu cresterea cantitatii de polielectrolit din hidrogeluri, ceea ce dovedeste efectul sinergic al celor doua tipuri de polimeri interpenetranti. In etapa viitoare se va optimiza procesul de sinteza al hidrogelurilor in vederea cresterii efectului bactericid, dar totodata pastrand stabilitatea mechanica a hidrogelurilor.

DISEMINARE

In cadrul etapei II/2021 a fost organizat un workshop online cu 14 participanti din cele 5 Organizatii Partenere (INCDCP- ICECHIM, EDAS-EXIM. SRL, NIBIO, Universitatea din Coimbra si BrINOVA) cu titlul: „Wastewater Purification using biopolymer-based materials” Workshop and Meeting on project progress in the frame of BLUEBIO Cofund 2019 Project BIOSHELL, Location: On-line, 1 OCTOBER 2021. In cadrul workshop-ului au fost prezentate urmatoarele lucrari:

1.  Presentation of Andreea Miron “Synthesis and characterization of chitosan from commercial chitin and from shrimp wastes” (INCDCP- ICECHIM Bucharest, Romania) (5 min)

2.  Presentation of Marinela Dumitru “Synthesis and characterization of chitosan-based gels for the retention of penicillin” (INCDCP- ICECHIM Bucharest, Romania) (5 min)

3. Presentation of Iulia Neblea “Synthesis and characterization of chitosan-based gels for bacteria inactivation and retention” (INCDCP- ICECHIM Bucharest, Romania) (5 min)

4. Presentation of Dr. Andreea Olaru “Evaluation of bactericid effect of new materials on waste water samples” (EDAS-EXIM. SRL, Bucharest, Romania) (15 min)

5.  Presentation of Dr. Lisa Paruch “Development of Antibiotic Resistant Genes (ARGs) markers and screening examination of pathogens & ARGs in wastewater” (Norwegian Institute for Bioeconomy Research-NIBIO, Oslo-Aas, Norway) (15 min)

6. Presentation of Prof. Artur Valente “Chitosan-based gels for metal and antibiotic adsorption” (University of Coimbra, Coimbra, Portugal) (15 min)

In planul de realizare al etapei II, a fost prevazuta publicarea a doua lucrari ISI. In acest sens, lucrarea trimisa anul trecut spre publicare a fost publicata in luna septembrie si inca un articol indexat ISI elaborat in colaborare cu partenerii de proiect EDAS-EXIM si NIBIO a fost trimis si publicat.Inca

o lucrare a fost trimisa spre publicare in luna Octombrie 2021 si se afla in evaluare.

1. L. Paruch, A.M. Paruch, T.-V. Iordache, A.G. Olaru, A. Sarbu, Mitigating antibiotic resistance genes in wastewater by sequential treatment of novel nanomaterials, Polymers, Special Issue: “Hybrid Polymer Materials for Water Purification and Wastewater Treatment”, 13(10), 1593; 2021, https://doi.org/10.3390/polym13101593 WOS:000655148100001, Publicat in 2021

2. A.M. Gavrila, S. Nedelcu-Flor, A. Sarbu, T. Sandu, A. Olaru, G. Hubca, D. Donescu, T.V. Iordachec, Synthesis and properties of organosilica particles

with quaternary ammonium bearings as bacteriostatic interfaces, Scientific Bulletin of UPB Series B, vol 3, 2021, Trimis in 2020 si publicat in 2021.

3.       M. V. Dumitru, T. Sandu, A. Ghebaur, S. A. Gârea, T. V Iordache, A. L. Ciurlică, I. E. Neblea, B. Trică, H. Iovu, A. Sârbu Organically Modified Montmorillonite as pH Versatile Carriers for Delivery o 5-Aminosalicylic Acid , Applied Surface Science, In evaluare di octombrie 2021.

De asemenea in planul de lucru al proiectului au fost prevazute si comunicari stiintifice (doua) pentru diseminarea rezultatelor obtinute. Comunicarile realizate sunt urmatoarele:

1.      Dumitru Marinela-Victoria, Sandu Teodor, Sarbu Andrei, Miron Andreea, Coman Alina Elena, Botez Razvan Edward, Duldner Monica, Iovu Horia, Iordache Tanta Verona, Hybrid cryogels with advanced adsorbent properties for sulfadiazine, Bucharest Polymer Conference (BPC), 2nd Edition, 9-11 June 2021, Bucharest, Romania (short oral com.)

2.      Marinela-Victoria DUMITRU, Teodor SANDU, Iulia Elena NEBLEA, Anita-Laura CHIRIAC, Ionut Cristian RADU, Horia IOVU, Andrei SARBU, Tanta Verona IORDACHE, Hybrid Cryogels with Advanced Adsorbent Properties for Penicillin, Simpozion international Prioritatile Chimiei pentru o Dezvoltare Durabila PRIOCHEM – editia XVII, 27-29 Octombrie 2020, Bucuresti, Romania. Poster

3.      Andreea MIRON, Cesar FILHO, Radu FIERASCU, Iulia NEBLEA, Anita-Laura CHIRIAC, Andrei SARBU, Horia IOVU, Tanta Verona IORDACHE, Calcium Carbonate Enriched-Chitosan Prepared from Shrimp Shell Waste, Simpozion international Prioritatile Chimiei pentru o

Dezvoltare Durabila PRIOCHEM – editia XVII, 27- 29 Octombrie 2020, Bucuresti,

Romania. Poster

4.      Iulia Elena NEBLEA, Andreea Gabriela OLARU, Anita-Laura CHIRIAC, Anamaria ZAHARIA, Razvan BOTEZ, Mircea TEODORESCU, Andrei SARBU, Tanta-Verona IORDACHE, Chitosan-Based Bactericidal Interpenetrated Hydrogels, Simpozion international Prioritatile Chimiei pentru o Dezvoltare Durabila PRIOCHEM – editia XVII, 27-29 Octombrie 2020, Bucuresti, Romania. Poster

Rezultatele inovatoare obtinute in aceasta etapa au fost protejate prin doua cereri de brevet, dupa cum urmeaza:

1.     Cerere Brevet A/00651/27.10.2021: „Criogeluri hibride superadsorbante pe baza de polimeri naturali si argile silanizate si procedeu de obtinere a acestora”, Autori: Chiriac Anita-Laura, Iordache Tanta-Verona, Dumitru Marinela Victoria, Miron Andreea, Sandu Teodor, Sarbu Andrei, Gavrila Ana-Mihaela, Zaharia Anamaria.

2.     Cerere Brevet A/00686/16.11.2021: „Hidrogeluri bactericide cu retea interpenetrata pe baza de chitosan si procedeu de obtinerea al acestora”, Autori: Chiriac Anita-Laura, Iordache Tanta-Verona, Sarbu Andrei, Neblea Iulia Elena, Miron Andreea, Stoica Elena-Bianca, Gavrila Ana-Mihaela, Zaharia Anamaria, Olaru Andreea, Cosasu Dan.

Alte rezultate obtinute in cadrul proiectului se refera la prezentarea unor rapoarte stiintifice de doctorat ale celor 3 doctorande Iulia Neblea, Marinela Dumitru si Andreea Miron, ce sumarizeaza rezultatele obtinute in Etapele I si II ale acetui proiect:

1.     Raport 1 Doctorat Iulia Neblea (decembrie) cu titlul tezei: „Noi structuri de micro și nano-geluri pe bază de polimeri naturali și biocompatibili”. Coordonator doctorat: Prof. Dr. Ing. Mircea TEODORESCU.

2.     Raport 1 (iunie) si 2 (decembrie) Doctorat Marinela Dumitru cu titlul tezei: „Valorificarea chitosanului din surse marine pentru obținerea de agenți de tratare a apelor”. Coordonator doctorat: Prof. Dr. Ing. Horia IOVU.

3.     Raport 1 (iunie) si 2 (decembrie) Doctorat Andreea Miron cu titlul tezei: „Polimeri biosursați cu proprietăți dirijate”. Coordonator doctorat: Prof. Dr. Ing. Horia IOVU.

Etapa III. Modele experimentale de obținere a materialelor pe bază de chitosan brut si testarea lor

PERIOADA: 01.01.2022-31.12.2022

OBIECTIVE

Act 3.1 – Reproductibilitatea metodei de obținere a chitosanului brut pornind de la chitina extrasă din deșeurile precondiționate ale crustaceelor.

Rezultate: Tehnologie de laborator de obtinere a chitosanului brut.

3.1.1 – Part – Coordonator (CO) – Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Chimie si Petrochimie- ICECHIM Bucuresti: Reproductibilitatea metodei de obținere a chitosanului brut pornind de la chitina extrasă din deșeurile precondiționate ale crustaceelor

Act 3.2 – Optimizarea rețelelor de obținere a perlelor MIP pe bază de chitosan brut (via chitină experimentală) pentru retenția de antibiotice. Rezultate: Model Functional perle MIP.

3.2.1 – Part – Coordonator (CO) – Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Chimie si Petrochimie- ICECHIM Bucuresti: Optimizarea rețelelor de obținere a perlelor MIP pe bază de chitosan brut (via chitină experimentală) pentru retenția de antibiotice

Act 3.3 – Optimizarea rețelelor de sinteză a hidrogelurilor antibacteriene pe bază de chitosan brut (via chitină experimentală) și săruri cuaternare de amoniu. Rezultate: Model functional hidrogeluri antibacteriene.

3.3.1 – Part – Coordonator (CO) – Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Chimie si Petrochimie- ICECHIM Bucuresti: Optimizarea rețelelor de sinteză a hidrogelurilor antibacteriene pe bază de chitosan brut (via chitină experimentală) și săruri cuaternare de amoniu

Act 3.4 – Caracterizarea materiilor prime, a intermediarilor și a materialelor finale. Rezultate:  Raport de caracterizare.

3.4.1 – Part – Coordonator (CO) – Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Chimie si Petrochimie – ICECHIM Bucuresti: Caracterizări fizico-chimice ale materiilor prime, intermediarilor și materialelor finale si validarea profilului de retenție a antibioticelor din diverse solutii contaminate.

3.4.2 – Part – Partener (P1) – EDAS-EXIM SRL: Caracterizări biochimice ale materiilor prime, intermediarilor și materialelor finale si validarea profilului de retenție a bacteriilor patogene din apele uzate.

Act.35.- Validarea profilului de retenție pentru antibiotice, metale grele si bacterii patogene intr-un micro-pilot de laborator. Rezultate: Raport de testare Demonstrator.

3.5.1 – Part – Coordonator (CO) – Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Chimie si Petrochimie – ICECHIM Bucuresti: Cuantificarea profilelor de retenție a antibioticelor pentru materialele pe baza de chitosan testate in micro-pilotul de laborator EDAS.

3.5.2 – Part – Partener (P1) – EDAS-EXIM SRL: Cuantificarea profilelor de retenție a metalelor grele si bacteriilor patogene pentru materialele pe baza de chitosan testate intr-un micro-pilot de laborator. Validarea efficientei lor in retenția antibioticelor, metalor grele si a bacteriilor patogene din probe contaminate

Act 3.6 – Comunicarea si diseminarea rezultatelor prin intermediul conferintelor nationale sau internationale, a vizitelor de lucru la Partenerii din Consortiul International si a revistelor nationale sau internationale indexate web of science. Rezultate: Raport al diseminarii, comunicarii si al deplasarilor

3.6.1 – Part – Coordonator (CO) – Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Chimie si Petrochimie- ICECHIM Bucuresti: Activitati de comunicare si diseminare a rezultatelor.

3.6.2 – Part – Partener (P1) – EDAS-EXIM SRL: Activitati de comunicare si diseminare a rezultatelor.

REZUMAT

Studiul de cercetare a avut ca obiectiv principal dezvoltarea de Modele experimentale de obținere a materialelor pe bază de chitosan brut si testarea lor. In aceste sens, metodele de obtinerea a materialelor din chitina extrasa din deseurile preconditionate ale crustaceelor (conform Etapei II) au fost optimizate si proprietatilor finale ale materialelor obtinute re-evaluate. Ca si in etapa precedenta, materialele au avut ca referinta chitosanul comercial si chitosanul obtinut din chitina comerciala (conform protocolului satabilit in Etapa I). Pentru indeplinirea acestui obiectiv, au fost stabilite urmatoarele obiective secundare:

OS1. Verificarea reproductibilitatii metodei de obtinere a chitosanului brut pornind de la chitina extrasa din deseurile preconditionate ale crustaceelor (metoda optimizata in etapa II). Caracterizarea fizico-chimica a materiilor prime, a intermediarilor si a materialelor finale.

OS2.Optimizarea metodelor de sinteza a MIP pe baza de chitosan brut (via chitina experimentala) pentru retentia de antibiotice (retele elaborate si testate, in Etapele I si, respectiv, II). Caracterizarea fizico-chimica a materiilor prime, a intermediarilor si a materialelor finale si cunatificarea profilului de retentie a antibioticelor din diverse soluții contaminate.

OS3.Optimizarea metodelor de sinteza a hidrogelurilor antibacteriene pe baza de chitosan brut (via chitina experimentala) si saruri cuaternare de amoniu (retele elaborate si testate, in Etapele I si, respectiv, II). Caracterizarea fizico-chimica si bacteriologica a materiilor prime, a intermediarilor si a materialelor finale si cunatificarea profilului de retentie a bacteriilor patogene.

OS4.Testarea eficientei materialelor obtinute intr-un micro-pilot de laborator. Cuantificarea profilelor de retenție a antibioticelor, metalelor grele si bacteriilor patogene pentru materialele pe baza de chitosan.

OS1. Acest obiectiv a tintit demonstrarea reproductibilitatii procedeului de obtinere a chitosanului brut din carcase de crustacee. Sintezele de obtinere

ale chitosanul pornind de la chitina comerciala si de la chitina obtinuta din deseuri de carcase de creveti au fost obtinute cu succes, prezentand grade de deacetilare similare. Analiza structurala FTIR a prezentat toate benzile caracteristice formarii chitosanului atat in proba CCH cat si in proba SHC. Analiza termogravimetrică a pus in evidenta o  stabilitate termica similara pentru probele de chitosan CCH si SHC, iar analiza XPS a demonstrat prezenta carbonatului de calciu in proba de chitosan SHC, obtinuta din deseuri de carcase de creveti. Imaginile SEM releva prezenta carbonatului de calciu in structura si pe suprafata probei de chitosan SHC, lucru confirmat si de analiza XPS. In concluzie, chitosanul SHC sintetizat in Etapa 3 prezinta caracteristici reproductibile cu cel sintetizat in Etapa 2, ceea ce releva si o buna reproductibilitate a metodelor de sinteza propuse. Rezultatele obtinute in aceasta etapa au condus la elaborarea unei tehnologii de laborator de obtinere a chitosanului, prin excluderea etapei de demineralizare a chitinei.

OS2. Obiectivul 2 a fost reprezentat de optimizarea procedeului de sinteza pentru materialele MIP pe baza de chitosan brut pentru retentia de antibiotice. Optimizarea procedurii de sinteza a avut ca tinta imbunatatirea stabilitatii criogelurilor la variatia de pH si imbunatatirea capcitatii de adsorbtie pentru Penicilina G si Tertraciclina. Au fost obtinute mai multe serii de criogeluri :criogeluri pe baza de chitosan sau chitosan cu APV, cu continut de silicat sau caolina modificata; criogeluri pe baza de chitosan si gelatina. Analiza UV-Vis a permis determinarea capacitatii de retentie a criogelurilor pentru doua tipuri de antibiotice (PG si Tetraciclina). In urma acestui studiu s-a demonstrat ca probele pe baza de CC cat si cele pe baza de SHC au proprietati superabsorbante in special la pH bazic. Spectrele FTIR au confirmat obtinerea criogelurilor dorite prin apariția benzilor specifice polimerului, cât și încorporarea cu succes a caolinei modificate si,  respectiv, silicei  în matricea de chitosan. Din studiul gradelor de gonflare s-a dovedit faptul că retetele criogelurilor hibride au fost optimizate si imbunatatite, iar criogelurile pe baza de chitosan-gelatina par sa fie o varianta de luat in considerare pentru solutii cu pH mai mic. Microscopia electronică de baleiaj a pus in evidenta o structura supermacroporoasa foliara a criogelurilor ce explica caracterul lor superabsorbant. In concluzie, structura criogelurilor obtinute in Etapa II a fost imbunatatita prin adaugarea de gelatina (pentru performante ridicate la pH scazut) si adaugarea de argila modificata/ silicat pentru imbunatatirea stabilitatii si capacitatii de retentie a antibioticelor la pH bazic.

OS3. In cadrul acestui obiectiv s-a urmarit optimizarea metodei de sinteza a unor noi hidrogeluri cu efect antibacterian pe baza de chitosan sintetizat din carcase de crustacee cu retea interpenetrata policationica de grupari cuaternare de amoniu. In acest scop, s-a utilizat suplimentar un macro-reticulant, PEGDA700, pentru a imbuntati stabilitatea hidrogelurilor in timp. În cadrul studiului gradului de gonflare, s-a observat influenta concentratiei agentului de reticulare si influenta concentratiei de monomer. Analizele FTIR au evidentiat prezenta unor benzi caracteristice chitosanului dar si a monomerului VBTAC. Comportamentul de degradare termică a hidrogelurilor IPN sintetizate indica doua trepte principale de degradare pentru probele pe baza de CC si SHC si trei trepte pentru cele pe baza de CHC. Aceste rezultate subliniaza faptul ca, utilizarea CC si a SHC conduce la obtinerea unor materiale mai omogene. Testele bacteriologice au reflectat potentialul materialelor sintetizate, cu precadere a hidrogelului de baza de chitosan SHC. In acest caz, testele au fost realizate in triplicat utilizand probe de apa uzata dintr-o sursa industriala ce contin bacterii Gram-negative, Colifomi, si Gram-pozitive, Clostridium Perfringens. S-a observat o capacitate ridicata de retinere a bacteriilor in cazul probelor ce contin CCH si CC insa numai in cazul bacteriilor Gram-negative. In ceea ce priveste probele ce contin SHC, s-a observat o capacitate de retinere mai mica comparativ cu proba martor insa actiunea antibacteriana se manifesta impotriva ambelor specii de bacterii. In concluzie, hidrogelurile cu retele interpenetrate s-au dovedit mult mai stabile si cu un efect bactericid mai ridicat decat al probelor obtinute in etapa precedenta.

OS4. Ultimul obiectiv propus a urmarit demonstrarea eficientei materialelor pe baza de chitosan SHC pentru retentia de bacterii, antibiotice si metale grele, in conditii dinamice pe un volum mai mare de apa contaminata. In acest scop, testarea a fost realizata intr-un micropilot de 500 mL cu agitare al Partenerului de Proiect EDAS. Materialele optimizate in faza a treia au fost testate in triplicat in vedrea obtinerii profilelor de retentie a bacteriilor, a resturilor organice si metalelor grele din ape industriale uzate. Rezultatele au demonstrat faptul ca eficienta hidrogelurilor pe baza de SHC poate fi crescuta cu pana la 30%, prin agitare. In etapa urmatoare, se va definitiva si studiul cu privire la retentia de antibiotice in micro-pilot a criogelurilor optimizate in faza a treia. 

In aceasta etapa au fost realizate deplasari la Valcea si la Sinaia pentru comunicarea unor rezultate in cadrul conferintelor organizate. O parte din comunicarile stiintifice cat si intalnirea cu partenerii de Proiect au fost organizate online. Au fost publicate in reviste indexate ISI, 4 lucrari stiintifice si un editorial. De asemenea, au fost sustinute 5 Rapoarte de Cercetare in cadrul unor Teze de doctorat, avand tematica strans legata de cea a proiectului.

Deoarece partenerul de proiect BrINNOVA a decis sa paraseasca consortiul (in urma intarzierilor in semnarea contractului cu 1 an) si din pricina faptului ca si Univ. Coimbra a semnat contractul cu 1 an intarziere, activitatile comune, precum testarea in micro-pilot de laborator a capacitatii de retentie de antibiotice si de metale grele din materialele obtinute atat de catre ICECHIM cat si de catre Univ. Coimbra au fost realizate partial (doar pentru o serie de materiale obtinute de ICECHIM). Testarea seriei a doua preparata de ICECHIM (criogeluri) si a seriei de probe preparata de catre Univ. Coimbra a fost decalata cu 2 luni (pentru primele doua luni din 2023). In concluzie, avand in vedere mica deviatie de la planul general, neimputabila coordonatorului, gradul de indeplinire al obiectivelor propuse a fost atins in proportie de 100% raportand la rezultatele preconizate pentru aceasta etapa.

DISEMINARE

In cadrul etapei III/2022 a fost organizat un meeting online cu participanti din cele 4 Organizatii Partenere ramase (INCDCP- ICECHIM, EDAS-EXIM. SRL, NIBIO, Universitatea din Coimbra). BrINOVA nu a semnat contractul cu Autoritatea Contractanta si a decis sa paraseasca consortiul. In cadrul meetingului s-au discutat aspecte legate de preluarea activitatilor BrINOVA, care au fost preluate de catre Univ. Coimbra si INCDCP-ICECHIM. Din aceste considerente si din pricina faptului ca Univ. Coimbra a semnat contractul cu 1 an intarziere, activitatile comune, precum testarea in micro-pilot de laborator a capacitatii de retentie de antibiotice si de metale grele din materialele obtinute atat de catre ICECHIM cat si de catre Univ. Coimbra au fost realizate partial (doar pentru o serie de materiale obtinute de ICECHIM). Testarea seriei a doua preparara de ICECHIM si a seriei de probe preparata de catre Univ. Coimbra a fost decalata cu 2 luni (pentru primele doua luni din 2023). Pentru a indeplini cu succes toate obiectivele comune ale proiectului s-a decis si prelungirea duratei proiectului cu cel putin 5 luni (pana la 31 august 2023), asa incat sa fie posibila realizarea tuturor activitatilor propuse in proiect (ce includ teste de biodegradabilitate ale materiilor prime si materialelor obtinute). Actul aditional se va realiza in luna Ianuarie 2023.

In planul de realizare al etapei III, a fost prevazuta publicarea si comunicarea de lucrari stiintifice. In acest sens, lucrarea trimisa anul trecut spre publicare a fost publicata in luna ianuarie 2022, si inca 2 articole si un review, indexate ISI, au fost publicate tot in cadrul acestei etape. De asemenea, proiectul si rezultatele acestuia au fost discutate si intr-un editorial. Doua cereri de brevet utilizate ca background al proiectului au fost prezentate la 2 targuri de inovare. Deplasarile la Valcea, Sinaia, Iasi si Cluj pentru comunicarea rezultatelor au fost suportate din fonduri complementare, pe cand restul conferintelor au fost desfasurate online sau organizate de catre ICECHIM, pentru care s-au platit doar taxe de participare.

Articole publicate:

1. Marinela Victoria Dumitru, Teodor Sandu, Ana Lorena Ciurlica, Iulia Elena Neblea, Bogdan Trica, Adi Ghebaur, Sorina Alexandra Garea, Horia Iovu, Andrei Sarbu, Tanța Verona Iordache, Organically modified montmorillonite as pH versatile carriers for delivery of 5-aminosalicylic acid, Applied Clay Science 218 (2022) 106415, https://doi.org/10.1016/j.clay.2022.106415

2. Iulia Elena Neblea, Ana‑Mihaela Gavrila, Tanta‐Verona Iordache, Anamaria Zaharia, Paul Octavian Stanescu, Ionut‑Cristian Radu, Sabina Georgiana Burlacu, Georgeta Neagu, Anita‑Laura Chiriac, Andrei Sarbu, Interpenetrating networks of bacterial cellulose and poly (ethylene glycol) diacrylate as

potential cephalexin carriers in wound therapy, Journal of Polymer Research (2022) 29:406, https://doi.org/10.1007/s10965-022-03250-9

3. Miron, A.; Sarbu, A.; Zaharia, A.; Sandu, T.; Iovu, H.; Fierascu, R.C.; Neagu, A.-L.; Chiriac, A.-L.; Iordache, T.-V. A Top-Down Procedure for Synthesizing Calcium Carbonate-Enriched Chitosan from Shrimp Shell Wastes. Gels 2022, 8, 742. https://doi.org/10.3390/gels8110742

4. Sandu, T.; Sârbu, A.; Caprarescu, S.; Stoica, E.-B.; Iordache, T.-V.; Chiriac, A.-L. Polymer Membranes as Innovative Means of Quality Restoring for Wastewater Bearing Heavy Metals. Membranes 2022, 12, 1179. https://doi.org/10.3390/membranes12121179

5.Andrei Sarbu, Editorial, Special Issue on the Applications of Molecularly Imprinted Films: Appl. Sci. 2022, Volume 12, Issue 17, 8533 (FI= 2,838) https://doi.org/10.3390/app12178533

 Comunicari realizate:

1.Ana-Lorena Neagu, Bianca-Elena Stoica, Ana-Mihaela Gavrila, Tanta Verona Iordache, Sorin Dolana, Andrei Sarbu, Teodor Sandu, Horia Iovu, Catalin Zaharia, Petru Epure, Detection of Lipopolysaccharides from Multi-Drug Resistant Bacteria using Modified Plastic Screen-Printed Carbon Electrodes, Simpozion International Prioritatile Chimiei pentru o Dezvoltare Durabila PRIOCHEM – editia XVIII, 26- 28 Octombrie 2022, Bucuresti, Romania. Prez Orala

2. Elena-Bianca Stoica, Sorin-Viorel Dolana, Tanţa-Verona Iordache, Anamaria Zaharia, Anita-Laura Chiriac, Teodor Sandu, Andrei Sârbu, Ana-Mihaela Gavrilă, Ephedrine Hydrochloride Detection Based on MIP Particles/Conductive Carbon Paste Modified Electrode, Simpozion international Prioritatile Chimiei pentru o Dezvoltare Durabila PRIOCHEM – editia XVIII, 26- 28 Octombrie 2022, Bucuresti, Romania. Prez Orala

3.Andreea Miron, Tanta-Verona Iordache, Sorin-Viorel Dolana, Marinela Dumitru, Ana-Mihaela Gavrila, Anamaria Zaharia, Horia Iovu, Anita-Laura (Radu) Chiriac, Novel Nanocomposites Based on Mesoporous Titania/Acrylonitrile Obtained by Host-Guest Method, Applications of Chemistry in Nanosciences and Biomaterials Engineering NanoBioMat 2022 – Summer Edition, 22-24 June 2022, virtual. Poster

4. Iulia Elena Neblea, Tanța-Verona Iordache, Anamaria Zaharia, Andreea Olaru, Andreea Miron, Mircea Teodorescu, Andrei Sarbu, Anita-Laura Chiriac, Biopolymer-based interpenetrated hydrogels for wastewater treatment, Applications of Chemistry in Nanosciences and Biomaterials Engineering NanoBioMat 2022 – Summer Edition, 22-24 June 2022, virtual. Poster

5. Marinela Victoria Dumitru, Tanta-Verona Iordache, Miron Andreea, Teodor Sandu, Sorin Viorel Dolana, Horia Iovu, Andrei Sarbu, Anita-Laura Chiriac, Molecularly imprinted supermacroporous cryogels for penicillin G adsorption, Applications of Chemistry in Nanosciences and Biomaterials Engineering NanoBioMat 2022 – Summer Edition, 22-24 June 2022, virtual. Poster

6. Iulia Elena Neblea, Anamaria Zaharia, Andreea Olaru, Mircea Teodorescu, Tanța-Verona Iordache, Elena-Bianca Stoica, Teodor Sandu, Andreea Miron, Andrei Sarbu, Anita-Laura Chiriac, New Innovative Biopolymer-Based Interpenetrated Hydrogels with Potential Antibacterial Activity, 22nd Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, Sinaia, ROMANIA – September 7 – 9, 2022. Prez. Orala

7.Marinela Victoria Dumitru, Tanta-Verona Iordache, Iulia Elena Neblea, Elena Bianca Stoica, Teodor Sandu, Andrei Sarbu, Ana-Mihaela Gavrila, Anita Laura Chiriac, Molecularly Imprinted Supermacroporous Cryogels for Penicillin G Adsorption, Conferinta Nationala de Chimie, Calimanesti-Caciulata Valcea, 4-7 oct. 2022. Prezentare Orala

Alte rezultate obtinute in cadrul proiectului se refera la prezentarea unor rapoarte stiintifice de doctorat ale celor 3 doctorande Iulia Neblea, Marinela Dumitru si Andreea Miron, ce sumarizeaza rezultatele obtinute in Etapa III a proiectului:

1. Raport 2 Doctorat Iulia Neblea (iunie) cu titlul tezei: „Noi structuri de micro și nano-geluri pe bază de polimeri naturali și biocompatibili”. Coordonator doctorat: Prof. Dr. Ing. Mircea TEODORESCU.

2.Raport 3 (iunie) si 4 (decembrie) Doctorat Marinela Dumitru cu titlul tezei: „Valorificarea chitosanului din surse marine pentru obținerea de agenți de tratare a apelor”. Coordonator doctorat: Prof. Dr. Ing. Horia IOVU.

3. Raport 3 (iunie) si 4 (decembrie) Doctorat Andreea Miron cu titlul tezei: „Polimeri biosursați cu proprietăți dirijate”. Coordonator doctorat: Prof. Dr. Ing. Horia IOVU.

Participarea la targuri de inovare cu cereri de brevet utilizate ca background pentru proiectul BIOSHELL (medaliate si premiate cu diverse distinctii) si decontate din proiecte institutionale:

1.Iordache Tanţa Verona; Chiriac Anita Laura; Zaharia Anamaria; Sârbu Andrei; Sîrbu Carmen Eugenia; Gavrilă Ana Mihaela; Sandu Teodor; Stoica Elena Bianca; Cojocaru Crina Thea; Botez Răzvan Edward; Miron Andreea; Apostol Steluţa, GEOTEXTILE COMPOSITE FOR ENVIRONMENT PROTECTION AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME, RO201900846A·2019-12-03, E U R O I N V E N T 14th European Exhibition of Creativity and Innovation Iasi, Romania, 26-28 May 2022 (Medalie Argint, Diploma Salonului)

2. Iordache Tanţa Verona, Radu Anita Laura, Sârbu Andrei Zaharia Anamaria, Gavrilă Ana Mihaela, Sandu Teodor, Apostol Steluţa, Stoica Elena Bianca, PARTICULE DE POLIMERI IMPRENTATI MOLECULAR PE SUPORT ANORGANIC SI PROCEDEU DE OBTINERE A ACESTORA, RO134369A2/2020-08-28,

Salonul Internațional al Cercetării Științifice, Inovării și Inventicii PRO INVENT, ediția a XX-a, 26-28 octombrie 2022, Sala Polivalentă BT Arena, CLUJ-NAPOCA (Medalia PRO INVENT, Diploma de Excelenta, Diploma Univ. De Stiinte Agronomice si Medicina Veterinara Bucuresti, Diploma Asociatia Justin Capra).