Innovationen

MEDUWA-Vecht(e) Innovationen

Arbeitspaket 1.1:    Watershed Information System (WIS)

Arbeitspaket 1.2:    Gray Water Footprint

Arbeitspaket 1.3:    Regional Risk Assessment (RRA)

Arbeitspaket 1.4:    Regional Approach

Arbeitspaket 2.1:    Continuous Monitoring

Arbeitspaket 2.2:    Wireless Monitoring

Arbeitspaket 2.3:    Nanofiltration

Arbeitspaket 3:       Plasma Activated Water Oxidation

Arbeitspaket 4.1:    Phytoremediation 

Arbeitspaket 4.2:    Herbal Antibiotic Replacement

Arbeitspaket 4.3:    Algal Antibiotic Replacement

Arbeitspaket 5:       Farm Animal Monitoring

Arbeitspaket 6:       Biopharmaceuticals

Innovation 1.1:   Watershed Information System (WIS)    (Nutzerfreundliches Flusseinzugsgebiets-Informationssystems)

Partner: Geoplex GIS GmbH, Universität Osnabrück IUSF, Wetsus

Kurzbeschreibung: Ziel ist es, eine GIS (Geographic Information System) gestützte Datenbank zu entwickeln. Diese soll Wassernutzern, Wassermanagern und Behörden zur Verfügung stehen, die Entscheidungen treffen müssen, die sich u. a. um die Nutzung von Arzneimitteln und den daraus resultierenden Emissionen von Wirkstoffen in die Umwelt befassen. Diese Datenbank soll beispielhaft für das grenzüberschreitende Einzugsgebiet des Flusses Vechte (einschließlich Zuflüsse) entwickelt werden. Im Fokus stehen dabei auch die mögliche Entstehung und Verbreitung multiresistenter Organismen im Boden und in Oberflächengewässern.

Die Datenbank (Watershed Information System oder WIS, in diesem Fall “Vechte Informationssystem“ oder „VIS“ genannt) ist ein einzigartiges, innovatives und benutzerfreundliches Visualisierungswerkzeug. Es bringt zum ersten Mal Informationen über die Qualität (chemischer und biologischer Zustand) und Menge des Oberflächenwassers im gesamten Flussgebiet zusammen. Das Informationssystem verwaltet Daten aus mehreren Quellen, alle Daten werden während des Projekts von mehreren Partnern und Dritten erzeugt. Diese Daten werden unter anderem mit Informationen über die Wassernutzung sowie dem Verbrauch und der Emission von Wirkstoffen aus der Human- und Veterinärmedizin (Grauwasser-Fußabdruck, siehe Arbeitspaket 1.2) und über mögliche Risiken der Emissionen für Ökologie, Gesundheit und Wirtschaft kombiniert. Dazu werden auch Resultate aus Szenarien zu den Auswirkungen von Klimaänderungen oder dem demographischen Wandel berücksichtigt.

Mit all diesen integrierten Informationen ist es möglich, die Auswirkungen bestimmter Risikominderungs-Maßnahmen für das gesamte Einzugsgebiet zu simulieren und zu visualisieren. Durch den Einsatz der GIS-Technologie können Informationen bestimmt, gefiltert und kombiniert werden. Dieses Instrument ist daher sehr gut geeignet, die Kommunikation und Entscheidungsprozesse zu komplexen Themen wie Mikrokontamination zu begleiten.


 Innovation 1.2:    Gray Water Footprint   (Grauwasser-Fußabdruck-App für Mikroverunreinigungen wie Arzneimittel)

Partner: Geoplex GIS GmbH und Universität Twente/Wassermanagement

Kurzbeschreibung: Ziel ist es, das Ausmaß der durch die Arzneimttelverwendung verursachten Wasserverschmutzung zu bestimmen. Durch die räumliche Darstellung der Arzneimittelverbreitung im Wasser kann ein Grauwasser-Fußabdruck erstellt werden, mit dem die Auswirkungen geplanter Maßnahmen im Einzugsgebiet simuliert werden können. Dieses Instrument kann auch verwendet werden, um bereits bestehende Maßnahmen zu bewerten und zu kommunizieren. Die Entwicklung einer App kann dabei die Anwenderfreundlichkeit und Vermarktung des Grauwasser-Fußabdrucks auch als separates Instrument vorantreiben.


 Innovation 1.3:    Regional Risk Assessment (RRA)   (Räumlich differenzierte Risikobewertung von Arzneimitteln unter Berücksichtigung des Auftretens multiresistenter Bakterien im Umwelt-Zyklus)

Partner: AVIV BV, Radboud Universität / Umweltwissenschaften

Kurzbeschreibung: Durch die räumliche Visualisierung verschiedener Risikoindikatoren können die Auswirkungen geplanter Management-Maßnahmen im gesamten Einzugsgebiet besser dargestellt werden. Mithilfe von Computermodellen werden vorher berechnete Risiken in Informationsformate übersetzt, die für die Information der Öffentlichkeit und für Entscheidungsfindungsprozesse geeignet sind. Die Entwicklung einer App kann dabei die Anwenderfreundlichkeit und Vermarktung von RRA auch als separates Instrument vorantreiben.


 Innovation 1.4:   Regional Approach   ( Potentielle Maßnahmen in der Region)

Partner: Waterschap Zuiderzeeland, Universität Osnabrück IUSF, University Twente Water management, Radboud University Environmental Sciences, AVIV BV

Kurzbeschreibung:  Durch Arbeiten an: a) Inventarisierung der gesamten medizinischen Produktkette, b) Kosten-Nutzen-Analyse von Kleinkläranlagen, c) Analyse der Klärleistung bestehender Großkläranlagen, sollen die Aktivitäten anderer Projektpartner sinnvoll unterstützt werden, indem nötige Hintergrundinformationen bereitgestellt werden.


 Innovation 2.1:    Continuous Monitoring   (Automatisiertes in-situ Sensorsystem zur Überwachung von Arzneimittelkonzentrationen und anderen Mikroverunreinigungen in Oberflächengewässern)

Partner: InProSens, Saxion UAS, Novaris Orbit Technology BV u.a.-

Kurzbeschreibung: Es handelt sich hierbei um die Entwicklung und Verifizierung eines automatisierten, in-situ Messsystems zur Überwachung von Arzneimittelkonzentrationen und anderen Mikroverunreinigungen in Oberflächengewässern sowie in Abwasserströmen aus Klärwerken.


 Innovation 2.2:    Wireless Monitoring   (Universell einsetzbares, drahtloses Monitoringsyste)

Partner: Novaris Orbit Technology BV, mit InProSens, Saxion UAS, NX Filtration, Weil Wasseraufbereitung GmbH, RUMC

Kurzbeschreibung: Das universelle, drahtlose Monitoringsystem wird bei einer Vielzahl von Sensoren, die viele Funktionen des Echtzeit-Monitoring benötigen, angewendet. Das Messen von Wasserqualität und -quantität sowohl von Oberflächen-  als auch von Grundwasser sind Anwendungsgebiete, die in diesem Projekt mit Nachdruck weiterentwickelt werden.


 Innovation 2.3:    Nanofiltration  (Modular aufgebautes Nanofilter-Membransystem)

Partner: NXFiltration BV; Weil Wasseraufbereitung GmbH, Saxion AUS

Kurzbeschreibung: Entwicklung von Prozessen, Systemen, Anwendungen und Validierungsansätzen kapillarer Nanofiltration zur Entfernung von hormonbeeinflussenden und von anderen problematischen Stoffen (z.B. Arzneimittel) aus Oberflächengewässer (die zur Trink- und Brauchwassererzeugung verwendet werden) und Abwasserströmen (aus Klärwerken).


Innovation 3:       Plasma Activated Water Oxidation  (Semi-mobile Plasmareaktor für die Behandlung von Urin und Exkrementen von Patienten, die ambulant mit Antibiotika behandelt wurden)

 Partner: VitalFluid; Universitätsklinikum Münster/Institut für Molekulare Microbiologie

Kurzbeschreibung: Der Plasmareaktor besitzt einen Aufnahmebehälter, in dem menschliche Fäkalien und Urin mit Wasser zu Jauche vermengt werden. Eine Einrichtung zur Trennung von festen Bestandteilen und Flüssigkeiten kann optional hinzugefügt werden (Urin enthält 75% der Arzneimittelrückstände, wohingegen Exkremente nur 25% enthalten). Die Gülle wird dann dem Plasma ausgesetzt, welches im oberen Teil des Reaktors durch Elektroden aktiviert wird. Hierbei wird Luft in eine Plasmaphase gebracht, wobei reaktiver Sauerstoff und Stickstoff in der Wasser-Urin-Fäkalien-Mischung gelöst werden. Die reaktiven Moleküle oxidieren Antibiotika und deaktivieren multiresistente Mikroorganismen. Nach vorher festgesetzter Behandlungszeit kann die Gülle in die konventionelle Kläranlage verbracht werden. Für Patienten kann ein ambulantes System an eine Toilette angeschlossen werden. Außerdem kann die Technologie in Krankenhäuser oder als ein Extrareinigungsschritt in Klärwerken eingesetzt werden, um größere Abwasserströme zu reinigen.


Innovation 4.1:   Phytoremediation   (Verwendung von (Wasser)Pflanzen zur Reinigung von Boden und Wasser)

Partner: Europe Ayurveda Centrum und Universitätsklinikum Münster (UKM) Institut für Hygiene un Institut für Medizinische Mikrobiologie

Kurzbeschreibung: Ayu-Phytoremediation besteht aus einer Auswahl von Wasser- und Landpflanzen, die zur Sanierung von Flüssen bzw. Böden eingesetzt werden können. Unter Anleitung des Akademischen Krankenhauses Münster (UKM) soll die Kombination von Land- und Wasserpflanzen ausgewählt werden, die die besten Resultate erbringt.  

 Innovation 4.2:   Herbal Antibiotic Replacement   (Pflanzlicher Ersatz für Veterinär-Antibiotika)

Partner: Europa Ayurveda Centrum; Universität Münster/Institut für Hygiene

Kurzbeschreibung: Bhima choorna ist eine komplexe Multi-Target-Ayurveda-Kräuter-Zubereitung mit antibiotischer Wirkung. Die dafür benötigten Kräuter werden in Overijssel angebaut. Bhima choorna kann in Tierfutter mitverarbeitet werden, um das Immunsystem von Tieren zu stärken. Durch präventive Anwendung kann die Verwendung von Antibiotika reduziert oder sogar überflüssig gemacht werden. 

 Innovation 4.3:    Algal Antibiotic Replacement   (Antibiotisches Mikroalgenprodukt)

Partner: Microganic GmbH, mit Universitätsklinikum Münster, Inst. für Hygiene, Wetsus und verschiedene Dienstleister, wie Hochschule Osnabrück, Wageningen University, Universität Göttingen.

Kurzbeschreibung: Das Produkt ist ein aus Mikroalgen gewonnenes Pulver (oder Paste oder Extrakt), das aufgrund bestimmter Inhaltsstoffe eine starke antibiotische Wirkung hat. Es könnte dauerhaft und prophylaktisch in der modernen Massentierhaltung eingesetzt werden und würde auf natürliche Weise das Tierwohl steigern. Es würde für den Landwirt dieselben wirtschaftlichen Vorteile bringen wie der Einsatz von antibiotischen Leistungssteigerern.


 Innovation 5:       Farm Animal Monitoring   (TrackLab; eine nicht-invasive kontinuierliche Überwachung für eine Echtzeitregistrierung von Tierverhalten (Schweine) mit Vermeidung von Doppelmedikation)

Partner: Noldus Information Technology BV, Demcon BV, Ubisense GmbH, Topigs-SNW GmbH (Schweinezüchter)

Kurzbeschreibung: TrackLab gewährleistet eine genaue Ortung (z.B. von Schweinen) durch zusätzlichen Sensordatenstrom (aus Partnerentwicklung) und Sensorfusion. Diese Daten, die eine Klassifizierung des Verhaltens der Tiere ermöglichen, können dazu beitragen, Krankheitsentwicklung frühzeitig zu erkennen, um dann entsprechend gegenzusteuern. 

 Innovation 6:       Biopharmaceuticals   (b-Rescap, h-Rescap)

Partner: Amrif, Alloksys, TDI, Phycom, Aix Scientifics, mit Phycom BV (Dienstleiter)

Kurzbeschreibung: In Arbeitspaket 6 wird die Weiterentwicklung der sowohl human- als auch veterinärmedizinisch anwendbaren biopharmazeutischen Entzündungshemmer auf Eiweißbasis vorangetrieben. Die Produkte b-Rescap und h-Rescap sind alkalische Phosphatasen (AP), wobei mit b (bovine) und h (human) auf die entsprechenden Eiweißquelle verwiesen wird. Diese Eiweiße sind Rekombinationen und stellen eine neue Klasse entzündungshemmender Arzneimittel dar, die von den zwei pharmazeutischen Schwesterunternehmen, Alloksys Life Sciences BV und AMRIF BV, entwickelt wurden. Die Stoffe sind zunächst für den humanmedizinischen Gebrauch bestimmt, die Entwickler sehen aber auch ein großes Potential im veterinärmedizinischen Bereich, wie erste Tierversuche zeigten.