Allein während der Corona-Pandemie entstanden weltweit Millionen Tonnen zusätzlicher Plastikmüll. Einen großen Anteil daran hatten Schnelltests. Sie bestehen aus erdölbasierten Kunststoffen und landen nach einmaligem Gebrauch im Müll. Die Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW Dresden) arbeitet jetzt an einer umweltfreundlichen Alternative. Im Projekt „BioMat" erforschen die Wissenschaftler gemeinsam mit Partnern aus Sachsen biologisch abbaubare Materialien für medizinische Tests.
Als Anwendungsbeispiel dient ein neuartiger Test zum Nachweis von Hepatitis D. Das Virus löst chronische Leberentzündungen aus und kann Leberzirrhose sowie Leberkrebs verursachen. Besonders wichtig sind schnelle Tests für Regionen ohne Laborzugang. Sie könnten infizierte Personen rasch identifizieren und die Diagnostik auch in Ländern mit begrenzter medizinischer Infrastruktur ermöglichen.
Pflanzenstärke statt Erdöl
„Die Anforderungen an das Material sind sehr hoch", erläutert Projektleiter Marc-Peter Schmidt von der HTW Dresden. Die Oberfläche müsse sich gut mikrostrukturieren lassen. Die Komponenten sollen einerseits langlebig und stabil sein, andererseits unter bestimmten Bedingungen vollständig biologisch abbaubar.
Nach Tests verschiedener Materialkombinationen fanden die Forscher einen geeigneten Werkstoff. Polybutylensuccinat, kurz PBS genannt, lässt sich aus pflanzlicher Stärke gewinnen. Das Material ist stabil, gut zu verarbeiten und lagerfähig. In der Industriekompostierung baut es sich bei 60 Grad Celsius und hoher Feuchtigkeit innerhalb von 90 Tagen fast vollständig ab. Selbst auf der Deponie oder in der Natur findet dieser Prozess statt, dauert dann allerdings länger.
Vom Labor bis zur Zulassung
Die Testkomponenten werden im Spritzgussverfahren hergestellt. Das Material wird dabei flüssig gemacht und unter Druck in eine Form gepresst. „Gemeinsam mit dem Fraunhofer IWU sowie den sächsischen Industriepartnern Bergi-Plast und Otto Injection Molding ist es uns bereits gelungen, den Standardprozess für die Verarbeitung von PBS zu optimieren", sagt Projektmitarbeiter Matthieu Fischer. Jetzt prüfen die Forscher, wie sich kleine elektrische Schaltungen auf das Material aufbringen lassen.
Die biologischen Stoffe für den Virusnachweis entwickeln die Leipziger Firma Roboscreen und das Fraunhofer IZI zusammen. Bis die kompostierbaren Tests tatsächlich genutzt werden können, gibt es noch Hindernisse. „Gegenwärtig müssen medizinische Abfälle wie gebrauchte Schnelltest der thermischen Verwertung zugeführt werden, insbesondere wenn sie Blut enthalten", erklärt Schmidt. Sie müssen also verbrannt werden. Auch das Einschmelzen und Wiederverwenden des Materials ist verboten. Bei den riesigen Müllmengen müssten die erdölbasierten Produkte dringend ersetzt werden. Das Projekt läuft bis Mai 2027. Die Europäische Union und der Freistaat Sachsen fördern es.
