Die Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW Dresden) forscht im Projekt „BioMat“ an nachhaltigen Werkstoffen für medizinische Schnelltests: Gemeinsam mit Partnern wird ein biobasierter, kompostierbarer Grundwerkstoff für Point-of-Care-Tests (POCT) entwickelt. Als Anwendungsbeispiel dient ein neuartiger Test zum Nachweis von Hepatitis D. Das Vorhaben soll erdölbasierte Einwegplastik in der Diagnostik ersetzen und die enorme Abfallmenge – verstärkt durch Corona-Tests – reduzieren.

Die Corona-Pandemie hat Millionen Tonnen zusätzlichen Plastikmüll durch Masken, Schutzkleidung, Impfzubehör und Schnelltests verursacht. Diagnostikprodukte bestehen meist aus erdölbasierten Kunststoffen und werden nach einmaligem Gebrauch verbrannt. Das interdisziplinäre Projekt BioMat unterteilt sich in zwei Bereiche: Entwicklung eines biobasierten Grundwerkstoffs samt Verarbeitungsprozess und Erstellung eines Schnelltests für Hepatitis-D-Infektionen.

Hepatitis D verursacht chronische Leberentzündungen, die zu Zirrhose und Leberkrebs führen können. Point-of-Care-Tests, die auch ohne Labor funktionieren, könnten Infizierte schnell identifizieren – besonders in Regionen mit begrenzter medizinischer Infrastruktur.

Als Grundwerkstoff wurde Polybutylensuccinat (PBS) ausgewählt. PBS lässt sich aus pflanzlicher Stärke herstellen, ist stabil, lagerfähig und wird in der Industriekompostierung bei 60 °C und hoher Feuchtigkeit innerhalb von 90 Tagen nahezu vollständig abgebaut. Auch auf Deponien oder in der Natur erfolgt der Abbau, wenn auch langsamer.

Die Komponenten entstehen im Spritzgussverfahren. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IWU sowie den Firmen Bergi-Plast und Otto Injection Molding wurde der Prozess für PBS optimiert, sodass die erforderliche Mikrostrukturgenauigkeit erreicht wird. Aktuell wird untersucht, wie elektrische Funktionsstrukturen auf den Werkstoff aufgebracht werden können – wichtig für spätere Anwendungen wie mobile Leistungsdiagnostik im Sport.

Zur Applikation der Mikrostrukturen (wenige Mikrometer) dient die Dickschichttechnik, ein siebdruckähnliches Verfahren. Damit werden elektrische Schaltkreise kostengünstig hergestellt. Für volle Biokompatibilität testet das Team nachhaltige Pasten und prüft deren Eignung für hochpräzise Strukturen.

Die biologischen Reagenzien für den Hepatitis-D-Nachweis entwickeln Roboscreen und das Fraunhofer IZI. Beide bringen Expertise in Antigenherstellung, Testentwicklung, Produktion und Zulassungsverfahren ein.

Vor einem Einsatz kompostierbarer Materialien in der Diagnostik müssen regulatorische Hürden überwunden werden. Derzeit müssen medizinische Abfälle – insbesondere bluthaltige – thermisch entsorgt werden; Wiederverwertung durch Einschmelzen ist verboten. Das Projekt will den Weg für preisgünstige, massentaugliche, global einsetzbare Schnelltests aus biologisch abbaubaren Kunststoffen ebnen – nicht nur für Hepatitis D, sondern für weitere Diagnostikanwendungen.

Am Projekt BioMat (Laufzeit Juni 2024 bis Mai 2027) sind neben der HTW Dresden beteiligt:

• Bergi-Plast GmbH, Bad Gottleuba-Berggießhübel
• Otto Injection Molding GmbH & Co. KG, Niederwiesa
• Roboscreen GmbH, Leipzig
• Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Chemnitz
• Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI, Leipzig

Das Vorhaben wird mit Steuermitteln des Freistaats Sachsen finanziert.

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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