Spin-offs Universitaire onderzoeksresultaten van centra en afdelingen gerelateerd aan onze faculteit, liggen aan de basis van de oprichting van 4 spin-offs. Better3Fruit, M4E en Ziscoat stellen zich voor. Na een tweetal jaar geven de zaailingen matuur enthout. Dit hout wordt geënt op onderstam en de ‘veredelde’ bomen worden verder geteeld met het oog op fruitproductie.
Better3Fruit
Gedurende drie opeenvolgende productiejaren wordt elke boom geëvalueerd door een team van specialisten. Selecties met een goede smaak en een aantrekkelijk uitzicht worden verder onderzocht op hun bewaar- en uitstalcapaciteit. Daartoe wordt het fruit, zoals in de industrie gebruikelijk is, bewaard bij lage temperatuur en, zoals bij de consument thuis, op kamertemperatuur. De belangrijkste kwaliteitsaspecten (hardheid, sappigheid, knapperigheid, zoetheid, zuurgehalte en aroma) worden over de jaren heen gemeten, bij de oogst en op verschillende tijdpunten tijdens koudebewaring en uitstalleven. Aan het eind van elk seizoen wordt de gegevensbank geanalyseerd en worden de meest belovende selecties naar het 2de stadium van het veredelingsprogramma overgebracht.
Introductie De fruitindustrie wordt geconfronteerd met een verzadiging van de markt met bulkproducten en een consument die steeds veeleisender en milieubewuster wordt. De creatie van nieuwe rassen met verbeterde eigenschappen en een geleide marktintroductie zijn sleutels tot duurzaamheid en rentabiliteit. Better3Fruit (spreek uit: Better Tree Fruit) is een jong (fruit)veredelingsbedrijf. De fundamenten van het bedrijf werden gelegd door 12 jaar onderzoek en ontwikkeling door de boomkwekerij N.V. Johan Nicolaï en het Laboratorium voor Fruitveredeling- en biotechnologie van de K.U.Leuven (prof. Wannes Keulemans). Het bedrijf werd opgericht in 2000, met de K.U.Leuven en de N.V. Johan Nicolaï als aandeelhouders. Vandaag telt het bedrijf zes aandeelhouders: K.U.Leuven, N.V. Johan Nicolaï, MRBB (Boerenbond), het Gemma Frisius Fonds II, Veiling Brava en de European Fruit Co-operation (EFC). EFC is een samenwerkingsverband tussen Veiling Haspengouw in België, het Nederlandse Koninklijke Fruitmastersgroup in Nederland en het Duitse WOG Raiffeisen e.G. Better3Fruit stelt ongeveer 10 mensen te werk. De missie van Better3Fruit ligt in het ontwikkelen van nieuwe fruitrassen die voldoen aan de vraag van de consument en van de industrie naar variatie, kwaliteit en gezondheid. Opdat nieuwe rassen die intrinsiek aan deze vereisten voldoen ook effectief hun kwaliteiten tot bij de consument zouden behouden, worden ze bij voorkeur geïntroduceerd door middel van zogenaamde ‘clubs’. In een club wordt er naar gestreefd vraag en aanbod in evenwicht te brengen, de kwaliteit te bewaren en de veiligheid van het eindproduct te garanderen. Dit vereist een verticale samenwerking tussen de verschillende spelers van de waardeketen (veredelaar, boomkweker, fruitteler, handelaar, retail).
In het 2de stadium wordt elke selectie op onderstam vermeerderd tot ongeveer 10 bomen. Opnieuw volgt een grondige evaluatie gedurende drie opeenvolgende productiejaren. De selecties die aan de strengste kwaliteitseisen voldoen worden verder gekarakteriseerd met betrekking tot productiviteit en algemene agronomische performantie. Ten slotte worden de meest belovende selecties, in samenwerking met specialisten in sensorische analyse, onderworpen aan consumententesten en, indien geschikt, aangeboden aan de industrie. De totale lengte van de veredelingscyclus bedraagt tussen de 10 en de 15 jaar. Voeg daarbij dat agronomische testen voorafgaand aan commerciële aanplantingen al gauw 5 jaar in beslag nemen, en het wordt duidelijk dat fruitveredeling een proces van lange duur is ...
Veredeling Het veredelingsprogramma omvat appel en, sinds 2006, peer. Met een geschatte wereldproductie van ongeveer 60 miljoen ton of 13 % van de wereldfruitproductie is appel één van de vier grote fruitsoorten (naast banaan, citrus en druiven). Peer is vandaag minder groot maar wint aan belang.
Onderzoek en Ontwikkeling Het toegepaste veredelingsprogramma van Better3Fruit wordt ondersteund door een uitgebreide onderzoeksactiviteit. Better3Fruit heeft een intense samenwerking met, onder andere, het Laboratorium voor Fruitveredeling- en biotechnologie.
Hardfruitsoorten zijn in hoge mate heterozygoot. Dit betekent dat, om een nieuw ras met superieure eigenschappen te creëren, vele zaailingen moeten worden geproduceerd en geëvalueerd. Elk jaar worden ongeveer 10 000 nieuwe selecties, geproduceerd door kruising van elite-ouders, in het veld uitgeplant.
Een belangrijk deel van het onderzoek betreft fruitkwaliteit. Parameters die de kwaliteit van hardfruit bepalen zijn smaak 9
en textuur (sappigheid, hardheid en knapperigheid). Bovendien dienen deze kwaliteiten behouden te blijven tijdens de bewaring en uitstalleven. Ten slotte hangt het succes van een commercieel appelras in grote mate af van de kwaliteit op de eindbestemming, zijnde de consument. Tot nu toe is er weinig geweten over de overerving van fruitkwaliteit. Het onderzoek genereert een beter inzicht in de genetische controle van fruitkwaliteit zodat de keuze van ouders voor de veredeling kan geoptimaliseerd worden.
M4E (Magnets For Emulsions) NV Emulsies maken met magneten, dat doet de geoctrooieerde technologie van M4E. Het principe van deze magnetische emulsietechnologie is eenvoudig: het te emulgeren mengsel wordt door magneetvelden gepompt. Dit resulteert in een stabiele emulsie met een nauwe druppelgrootteverdeling. De voordelen van de nieuwe technologie zijn legio: een veel lager energieverbruik, een verbeterde kwaliteit van de emulsie en diverse procesmatige voordelen, zoals capaciteitsvergroting van bestaande installaties. Ondertussen heeft het spin-off bedrijf M4E haar technologie op punt gesteld voor 2 belangrijke toepassingen: cosmetica & farma en mayonaise & sauzen. De eerste emulsies nieuwe stijl zijn reeds op de markt.
In antwoord op de toenemende bezorgdheid over voedselveiligheid en milieu streeft Better3Fruit er naar om nieuwe rassen te ontwikkelen die met een verminderde inzet van bestrijdingsmiddelen kunnen geteeld worden. Het onderzoek in dit verband richt zich op het ontwikkelen van rassen met nieuwe resistentiebronnen, zowel monogeen als polygeen, met de nadruk op schurft- en meeldauwresistentie. Producten
Emulsies maken is een beetje de wetten van de fysica tarten. Emulsies zijn namelijk stabiele mengsels van twee niet mengbare vloeistoffen, zoals olie en water. Een gekend voorbeeld is mayonaise, waar tot zelfs 80 % olie in 20 % water geëmulgeerd wordt. Dit gebeurt door de olie in fijne druppels in de waterfase te verdelen. Deze fijn verdeelde druppels worden dan in de tijd gestabiliseerd door het gebruik van emulgatoren. Dit zijn stoffen die het oppervlak tussen de oliedruppels en het water stabiliseren door de oppervlaktespanning te verlagen. In ons voorbeeld van mayonaise zijn de emulgatoren eigeel en mosterd.
Nicoter (merknaam Kanzi®) en Nicogreen (merknaam Greenstar®) zijn de belangrijkste rassen van Better3Fruit. De commercialisatie gebeurt onder de vorm van een ‘club’, met de European Fruit Co-operation als exclusieve en wereldwijde licentiehouder. Het management van de club werd door EFC uitbesteed aan de NV Greenstar Kanzi Europe. Het masterplan van de club mikt op een areaal van ongeveer 5 % van de Europese aanplant van hoogkwalitatieve rassen in de volgende 10 jaar (totaal 11 000 ha). Aan het einde van dit verkoopseizoen (winter 2006-2007) zullen ongeveer 2,3 miljoen bomen (1 000 ha) van de twee rassen zijn geplant, waarvan ongeveer 30 % in Vlaanderen. Naast de EFC-leden traden een aantal belangrijke Europese spelers toe tot de club, waaronder de Italiaanse coöperatieven VIP en VOG (gelegen in Europa’s meest belangrijke appelproductiegebied Süd-Tirol) en de Duitse coöperatieve Elbe-Obst. Dit maakt van de ‘club’ Greenstar/Kanzi de snelst groeiende en meest succesvolle Europese club. Op dit moment worden bovendien de eerste testaanplantingen in de landen van het zuidelijke halfrond aangelegd zodat binnen enkele jaren het eerste ‘counter season’ fruit zal worden aangeleverd. Op deze manier wordt het fruit voor de Europese consument het hele jaar rond beschikbaar, wat de herkenning en de vraag nog eens zal doen toenemen.
Klassiek zijn er twee manieren om emulsies te maken. Je kunt ofwel heel hard roeren, zoals dat gebeurt in colloidmolens of high-shear mengers, ofwel het mengsel onder zeer hoge druk door een nauwe opening persen, zoals gebeurt in hogedrukhomogenisatoren. In beide gevallen worden op het mengsel sterke afschuifkrachten uitgeoefend, lees: wrijving tussen de olie- en de waterfase. Als gevolg daarvan worden kleine druppeltjes gevormd van de ene fase in de andere. Cosmetische emulsies en mayonaise worden vandaag bijna uitsluitend gemaakt met behulp van highshear mengers. M4E heeft op dit moment haar technologie geoptimaliseerd voor deze twee markten en maakt zich sterk dat haar technologie ook in andere toepassingen high-shear mengers kan vervangen. Geschiedenis Het verhaal van deze bijzondere technologie begon in 2002, toen onderzoek onder leiding van prof. dr. ir. Johan Martens (Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse) uitwees dat het mogelijk was emulsies te maken met behulp van magnetische velden. De vinding werd beschermd en in 2004 werd het spin-off bedrijf M4E opgericht om de magnetische emulsietechnologie te commercialiseren. Bij de oprichters bevinden zich een aantal oudgedienden van onze faculteit, nl. naast prof. Martens ook dr. ir. Firmin Velghe (1974), dr. ir. Dirk Packet (1981), dr. Filip Troch (UA) en ir. Jan Nuyens (2002). Het startkapitaal werd verschaft door het Gemma Frisius Fonds. In 2006 werd de structuur van M4E versterkt door een samenwerkingsakkoord met de engineering-maatschappij Ensysta-Cegelec. Ensysta is gespecialiseerd in het ontwerpen en bouwen van productieinstallaties in de voeding, farma en fijnchemie. Beide bedrijven werken nu intensief samen om de magnetische
Naast Greenstar en Kanzi lanceerde Better3Fruit recent de vroege rassen Zonga, Tunda en Zari. Een aantal andere rassen worden in samenwerking met telersverenigingen/ vermarkters uitgetest en voorbereid voor commercialisatie. De toenemende globalisering van productie, handel en consumptie van fruit hebben er voor gezorgd dat de sector vandaag een sterke nood aan innovatie kent. Rasvernieuwing is zonder twijfel een belangrijke schakel in dit proces. Het ziet er dan ook naar uit dat Better3Fruit, met zijn welgevulde pipeline aan nieuwe producten, in de toekomst verder een toonaangevende rol zal blijven spelen. 10
emulsie-technologie te introduceren bij klanten op bestaande of nieuwe productie-installaties.
met een hogere beschermingsfactor vergeleken met de klassieke technologieën.
M4E merkt een sterke interesse vanuit de markt in het aangeboden alternatief voor de bestaande emulsietechnologieën. Aan de klassieke manieren van emulsies maken zijn namelijk heel wat nadelen en beperkingen verbonden. High-shear apparatuur wordt gekenmerkt door een hoge gebruikskost, een suboptimale emulsiekwaliteit en een incompatibiliteit met sheargevoelige moleculen. Omdat de magnetische technologie op een fundamenteel ander principe gebaseerd is dan mechanische afschuifkrachten, biedt dit heel wat nieuwe perspectieven.
Zachte technologie Een belangrijk nadeel van emulgeren door middel van afschuifkrachten is dat bepaalde moleculen in het mengsel beschadigd worden. Dat ziet men bijvoorbeeld bij het highshear emulgeren van cosmeticaproducten die carbomeren bevatten. Dat zijn polymeren die worden toegevoegd om de viscositeit van de crèmes te verhogen. Het is gekend in de sector dat deze carbomeren deels worden afgebroken door hoge afschuifkrachten. De magnetische emulsietechnologie is daarentegen een erg zachte technologie, waarbij geen moleculen worden beschadigd. Dit is erg interessant voor het mengen van kwetsbare moleculen, zoals de carbomeren, maar bijvoorbeeld ook activa in cosmetica of hoogwaardige additieven in voedingsproducten. Een keerzijde van deze ‘zachtheid’ van de magnetische emulsietechnologie is echter dat de technologie er niet in slaagt melk te homogeniseren. Klassiek gebeurt dit met hogedruk-homogenisatoren, die een deel van hun overtollige energie gebruiken om de melkeiwitten te denatureren en open te breken. Deze ruwe behandeling van de melkeiwitten is nodig om ze als efficiënte emulgatoren te kunnen laten fungeren.
Lage gebruikskost Het is gekend dat klassieke emulsietechnologieën weinig efficiënt zijn. Slechts een fractie van de toegevoerde energie wordt gebruikt om daadwerkelijk te emulgeren. Volgens het ‘dairy processing handbook’ van Tetra Pak is de efficiëntie van een hogedrukhomogenisator kleiner dan 1 %. Dit komt omdat het uitoefenen van afschuifkrachten op de bulk van het mengsel erg veel energie vereist. Klassieke emulsietechnologieën hebben dan ook een hoge gebruikskost. De magnetische emulsietechnologie werkt daarentegen als een moleculaire menger en is dus veel efficiënter. Vrijwel alle toegevoerde energie wordt gebruikt bij het emulsievormende proces. Het maken van een emulsie met magnetische technologie kost tot vijftig keer minder energie dan bij mechanisch emulgeren.
Cosmetica & farma De magnetische emulsietechnologie van M4E is uitermate geschikt voor de productie van cosmetische en farmaceutische emulsies, zoals crèmes, lotions, milks, … Op dit moment werden reeds meer dan 100 verschillende producten in deze sector met succes ontwikkeld. Het gaat zowel om olie-in-water als om water-in-olie emulsies zoals massagecrèmes, bodylotions, vochtinbrengende crèmes, etc. Momenteel werkt M4E in deze sector samen met een twintigtal ondernemingen in binnen- en buitenland, zoals Mylène. Een van de belangrijke voordelen van de magnetische emulsietechnologie blijkt een duidelijke verbetering van de kwaliteit van cosmetische en farmaceutische emulsies te zijn.
Betere emulsiekwaliteit De kwaliteit van emulsies zoals crèmes en lotions wordt bepaald door hun viscositeit, stabiliteit en homogeniteit. Een hogere viscositeit duidt op een meer homogene druppelgrootte en -verdeling. In de meeste gevallen wordt een significant hogere viscositeit (+ 20 %) waargenomen in cosmetische emulsies gemaakt met magnetische emulsietechnologie in vergelijking met high-shear mixers. Ook de stabiliteit is vaak hoger bij emulsies gemaakt met magnetische emulsie-technologie.
Naast het maken van emulsies is M4E er recent ook in geslaagd zijn technologie te gebruiken voor het maken van gels. Gels bevatten polymeren, zoals carbomeer in een waterige fase. Klassiek worden high-shear mengers gebruikt om gels te maken, maar deze hebben als nadeel dat ze de polymeermoleculen deels afbreken. Daarenboven is het oplossen van deze poeders vaak een langdurig karwei. Met behulp van de magnetische emulsietechnologie is M4E erin geslaagd om snel en efficiënt op industriële schaal gels te vervaardigen, zonder afbraak van polymeermoleculen. Mayonaise
Emulsies gemaakt met de technologie van M4E zijn ook homogener, niet alleen in druppelgrootteverdeling, maar ook in de verdeling van vaste deeltjes in de emulsie. Een voorbeeld hiervan is zonnecrème, waar titaandioxide partikels worden ingemengd om de UV-straling te capteren. Des te homogener deze TiO2 deeltjes verdeeld zijn in de crème, des te beter de werking als zonnefilter. Met een gelijke hoeveelheid van het mineraal wordt met behulp van magnetische emulsietechnologie een zonnecrème bekomen
Ook voor het produceren van mayonaise is de technologie van M4E erg beloftevol. Naast een sterke vermindering in energiekosten, worden ook de onderhoudskosten en spare part kosten gereduceerd. De magnetische apparaten bevatten geen bewegende delen en zijn dus minder gevoelig aan slijtage. Daarenboven dienen de M4E niet uit de productielijn verwijderd te worden voor reiniging en zijn ze sneller te reinigen dan high-shear apparaten. 11
vreemdlichaamreactie met uiteindelijk een progressieve vernauwing in de stent als gevolg. Verder veroorzaakt stentimplantatie altijd een zekere beschadiging aan de vaatwand die resulteert in een overdreven genezingsreactie (littekenweefsel ontstaat) waardoor het bloedvat opnieuw kan vernauwen. Deze problemen ontstaan gedurende de eerste 6 weken na stentimplantatie.
Yves Vleminckx, dé Belgische autoriteit op het vlak van mayonaise en oprichter van Quomak, een onafhankelijk ontwikkelingslabo voor levensmiddelen, is alvast enthousiast over het potentieel van de magnetische technologie voor mayonaise en sauzen. Opschaling De magnetische technologie is interessant voor zowel kleine als grote bedrijven en voor projecten in alle stadia van hun ontwikkeling. Opschaling van de processen van het labo naar industrieel niveau loopt vooralsnog probleemloos. De apparaten zijn erg compact, waardoor ze eenvoudig in bestaande proceslijnen kunnen worden ingebouwd. Vaak zijn de resultaten op grote schaal zelfs beter dan in het labo. M4E heeft reeds verschillende klanten die emulsies produceren met de magnetische technologie. Contact Jan Nuyens:
[email protected], 0473 75 99 81 Firmin Velghe (CEO):
[email protected], 0475 65 79 96 ZiSCOAT nv
Jurgen Sohier, Johan De Schepper, Ivan De Scheerder ZiSCOAT werd in oktober 2004 als spin-off opgericht door de K.U.Leuven en een aantal industriële en financiële partners. Op basis van unieke technologie vanuit diverse departementen binnen de universiteit (Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse (COK), Departement Metaalkunde en Toegepaste Materiaalkunde en de Afdeling Experimentele Cardiologie) richt ZiSCOAT zich op het ontwikkelen van biocompatibele deklagen die medicijnen vrijgeven op een gecontroleerde manier. Bij deze ontwikkeling ligt het accent van ZiSCOAT op de zgn. ‘drug eluting stent’ (DES) markt in het algemeen en op de coronaire (drug eluting) stentmarkt in het bijzonder. In deze context houdt biocompatibiliteit van de deklaag of coating van zo’n DES in dat in de periode van en na implantatie de coating in de vaatwand geen (ontstekings)reactie uitlokt met alle nefaste gevolgen van dien op korte en lange termijn.
Figuur 1: Schematische voorstelling van een stentimplantatie: (A) De stent op een balloncatheter wordt in het bloedvat gebracht en gepositioneerd ter hoogte van de vernauwing. (B) De balloncatheter wordt opgeblazen waardoor de stent expandeert en tegen de vaatwand wordt geduwd. (C) De ballon wordt geleegd en verwijderd. De stent blijft permanent op zijn plaats en houdt het bloedvat open waardoor de bloeddoorstroming verbetert.
Om de nadelen van een tradionele stent te verhelpen, wordt sinds een tiental jaren met succes gebruik gemaakt van methodes om geneesmiddelen lokaal toe te dienen. Stents worden voorzien van een deklaag met medicijnen en die deklaag geeft de medicijnen langzaam vrij. Dit zijn de zgn. drug eluting stents (DES). Bekende drug eluting stents zijn de Taxus™ stent van Boston Scientific (een stent die taxol bevat) alsook de Cypher™ stent van Cordis (Johnson & Johnson) die sirolimus elueert. Voor beide typen stents worden vandaag biostabiele polymeerdeklagen gebruikt, waaruit het medicijn gedurende de nodige periode wordt vrijgezet.
Atherosclerotisch coronair vaatlijden is de meest voorkomende vorm van hartlijden en, in de westerse wereld, nog steeds een belangrijke doodsoorzaak. Door dichtslibbende coronaire aders vermindert de toevoer van zuurstofrijk bloed naar de hartspier wat resulteert in een typische pijn, angina pectoris. Wanneer een kransslagader geblokkeerd raakt ten gevolge van een stenose, leidt dit tot een hartinfarct.
Deze polymeerdeklagen worden echter momenteel sterk in vraag gesteld gezien het risico op late trombusvorming (na 6 maanden tot zelfs na 1 jaar), wat aanleiding kan geven tot een acuut hartinfarct. Oorzaak hiervan is waarschijnlijk een soort allergische reactie die na verloop van tijd ontstaat in de vaatwand tegen het gebruikte biostabiele polymeer. Het risico op trombusvorming bestaat echter ook bij stents die geen medicijnen elueren, maar dit doet zich dan voor onmiddellijk na stentimplantatie, wanneer de patiënt nog in het ziekenhuis is. Bij de huidige generatie van DES kan dit echter later optreden – na verloop van maanden tot jaren met alle gevolgen van dien.
Stentimplantatie is een vaak gebruikte techniek voor het openen van vernauwde aders. Een stent is een endovasculaire prothese die geïmplanteerd wordt ter hoogte van de vernauwing en zo een permanente ondersteuning geeft aan de vaatwand. Figuur 1 toont schematisch het principe van een stentimplantatie. De traditionele stents kunnen bloedklonters veroorzaken (met een kans op acuut hartinfarct) en geven aanleiding tot een 12
Daarenboven verdwijnt deze deklaag volledig na implantatie: over een periode van 6-8 weken wordt de triglyceridendeklaag op een natuurlijke manier gemetaboliseerd door de gladde spiercellen in de vaatwand. Van degradatie (met de vorming van schadelijke bijproducten) van deze deklaag is geen sprake, dit in tegenstelling tot de (biodegradeerbare) polymeerdeklagen.
Een mogelijke oplossing ligt in het gebruik van biodegradeerbare polymeren op basis van bijvoorbeeld polymelkzuur, maar ook deze zijn niet volledig biocompatibel en geven duidelijk aanleiding tot ontstekingsreacties in de vaatwand. Het lichaam blijft een dergelijke deklaag als ‘vijandig’ herkennen. Als gevolg van de negatieve invloed van de geschetste gevolgen bij het gebruik van deklagen op basis van polymeren, is het marktaandeel van drug eluting stents in Zweden teruggevallen tot 50 % ten voordele van de traditionele niet medicijn bevattende stents (de ‘bare metal stents’ of ‘BMS’) waarvan geweten is dat het kort na implantatie een probleem kan opleveren maar waarvan het effect op langere termijn gekend is. Een zelfde trend heeft zich in Zwitserland ingezet. Het hoeft geen betoog dat dergelijke evoluties een zekere irritatie bij de DES-bedrijven meebrengt en hen verder motiveert om te blijven zoeken naar deklagen die geen langetermijnproblemen opleveren omdat ze door het lichaam aanvaard worden of, beter nog, snel en veilig afgebroken worden en dus niet langer aanwezig zijn dan nodig.
Gezien de uitstekende biocompatibiliteit van CISCOAT in vergelijking met de polymeerdeklagen is het mogelijk om een nieuwe generatie van betere drug eluting stents te gaan ontwikkelen. Bij de huidige commercieel beschikbare drug eluting stents moet de negatieve invloed van de polymeerdeklaag (ontstekingsreactie) overwonnen worden door de medicijnen die in de deklaag aangebracht worden. Dankzij de betere biocompatibiliteit van CISCOAT kan men met een lagere medicijndosis in de deklaag (of met minder potente medicijnen) een beter resultaat bekomen dan met de (biodegradeerbare en biostabiele) polymeerdeklagen. En gezien de deklaag volledig metaboliseert, is het gevaar op late trombose zo goed als onbestaande. Na metabolisatie van de deklaag blijft er enkel een (metalen) stent over waarvan het effect op langere termijn positief en veilig is.
De oplossing van ZiSCOAT voor deze problematiek is het gebruik van een triglyceridendeklaag, CISCOAT genaamd. Als basis voor deze deklaag wordt een (vloeibare) sojaolie gebruikt die met behulp van de door K.U.Leuven geoctrooieerde hydrogenatietechnologie, ontwikkeld door het COK, omgezet wordt in een vast en stabiel vet (zie: EP0917561 en US 6,229,032: ‘Elimination of transunsaturated fatty acid compounds by selective adsorption with zeolites’). In vergelijking met klassieke hydrogenatie is het resulterende vet rijk aan CIS-vetten, waarvan een positief effect uitgaat op de vaatwandhuishouding, en tezelfdertijd zeer arm aan ‘slechte’ transvetten, dewelke in de voedingsindustrie om gekende reden steeds meer onder vuur komen te liggen.
Aan de triglyceriden kunnen dus ook medicijnen toegevoegd worden die na implantatie geleidelijk en volgens gekende en geteste schema’s vrijgegeven worden. Een drug eluting stent moet medicijnen vrijgeven over minstens 4 weken, gevolgd door een aanwezigheid van het medicijn in de vaatwand gedurende nogmaals 4 weken. Met CISCOAT kan een invitro release met taxol gehaald worden van minstens 5 weken (waarbij na 5 weken nog zo’n 30 % van het medicijn in de deklaag aanwezig is) – zie Figuur 3. Paclitaxel : %released 100,0
ZiSCOAT heeft dus technologie, bedoeld voor voedingssector, overgebracht naar de medische sector.
de
90,0 80,0 70,0 % released
De triglyceriden worden, na mengen met een drug, op een stent aangebracht met behulp van klassieke methodes (sprayen, dippen) in ‘diktes’ tot 10 µm. Het unieke aan deze triglyceridendeklaag is dat deze deklaag als lichaamseigen wordt aanzien en dus volledig biocompatibel is: de deklaag geeft geen aanleiding tot inflammatie of trombusvorming en de deklagen stoten ook plaatjes af waardoor ze de kans op trombose verder verlagen. Perfecte coupes van coronairen waarin een stent met een triglyceridendeklaag werd geïmplanteerd zijn te zien in Figuur 2.
60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Time (h)
Figuur 3: In-vitro drug release curve met taxol (paclitaxel) gedurende 5 weken. Na afloop van de proef bevindt er zich nog 30 % van de drug in de deklaag.
Voor de verdere ontwikkeling van deze nieuwe groep van deklagen doet ZiSCOAT niet enkel beroep op de expertise van het COK (prof. P. Jacobs, prof. B. Sels, prof. J. Martens), maar eveneens op die van andere afdelingen van de K.U.Leuven: prof. G. Van den Mooter en prof. P. Augustijns van het Labo Farmacotechnologie en Biofarmacie, prof. F. Van de Werf (Cardiologie), prof. E. Verbeken (Moleculaire Pathologie), prof. J. Van Humbeeck (Metaalkunde en Toegepaste Materiaalkunde). Figuur 2: coupes van coronairen waarin een stent met triglyceridendeklaag werd geïmplanteerd: (A): na 7 dagen zijn er geen inflammatoire cellen zichtbaar (B): na 4 weken is de stent volledig ingegroeid en een laagje endotheel heeft zich gevormd. De bloedvatwand is volledig genezen.
Hoewel ZiSCOAT zich momenteel concentreert op de drug eluting stent markt, is de technologie ook bruikbaar voor andere implantaten. Het is niet uitgesloten dat ZiSCOAT zich in de toekomst zal toeleggen op andere markten.
13
