Dem Einsatz innovativer, multifunktionaler Einweg-Diagnostika in vielfältigen Lebensbereichen und in großen Stückzahlen stehen Restriktionen in Hinblick auf kaum vorhandene Bio-Abbaubarkeit / Kompostierbarkeit und damit Nachhaltigkeit der eingesetzten Werkstoffe zur Vermeidung / Verringerung von erdölbasierten Abfällen entgegen. Entsprechende Materialien kommen bisher nicht oder nur sehr eingeschränkt in der Diagnostik zur Anwendung. Daher sind zu entsprechenden Replikationstechnologien bisher nur ungenügende Kenntnisse zu Wirtschaftlichkeit, Reproduzierbarkeit und Prozesssicherheit verfügbar.

Ziel des Vorhabens BioMat ist die Etablierung von Prozessketten für den zukünftigen Einsatz nachhaltiger Materialien in der medizinischen Diagnostik am Beispiel eines Hepatitis D Point-of-Care (POC) Schnelltests.

Der Fokus der Projektarbeiten lässt sich grundlegend in zwei Eckpfeiler untergliedern. Die erste Säule des Projektes stellt die Entwicklung eines biobasiertes Grundwerkstoffes und dessen Verarbeitungsprozess durch die Partner HTW Dresden, Bergi-Plast, Otto Injection Molding und das Fraunhofer IWU dar. So sind die Replikationsmöglichkeiten des biobasierten Werkstoffes durch das Spritzgießverfahren sowie dem zugehörigen Werkzeugbau hinsichtlich Abformqualität, Entformverhalten, Miniaturisierungsgrad der Strukturelemente, partielle Funktionalisierung, Gewichtsreduzierung und Verschleißbeständigkeit zu entwickeln. In diesem Zusammenhang sollen einerseits die abformtechnischen Voraussetzungen (Prozessregelung, Drücke, Temperierung, Kühlung, Schutz-Atmosphäre etc.) untersucht werden und andererseits die werkzeugbauspezifischen Besonderheiten (notwendige Aufmaße, Oberflächenqualitäten etc.) für den Einsatz dieser Materialen grundlegend betrachtet werden. Ein weiterer Untersuchungsansatz bezieht sich auf Applikation von Funktionsstrukturen (z.B. Dickschichtpasten) zur späteren sensorischen Signalerfassung sowie auf die Vermeidung zu großer Angussvolumina im Verhältnis zur eigentlichen Bauteilgröße und bezieht sich damit auf Ansätze zur Gewichtsreduzierung erstens wegen des direkten Nachhaltigkeitseffektes und zweitens zur zumindest teilweisen Kompensation der höheren Werkstoffpreise.

Die zweite Säule des Projektes ist die Entwicklung eines Schnelltests zur Detektion einen Hepatitis D Infektion. Für die zu erforschenden und entwickelnden biologischen Reagenzien der POCT werden Roboscreen und Fraunhofer IZI eng zusammen-arbeiten und ihre Expertise bei der Erforschung und dem Design von immun-relevanten, Antigenen bzw. Strukturen zur effektiven Auslösung einer Immunantwort kombinieren. Parallel wird ein Virusdirektnachweis durch neue, (im Rahmen des geplanten Vorhabens hergestellte) Antikörper sowie einen Nachweis von Antikörpern als Antwort auf eine Hepatitis-D Infektion mittels rekombinanter Technologien erzeugter Pan-Antigene für alle Klassen und Subklassen des Virus etabliert.

Anhand von Prüfmustern ist final die Eignung der Spritzgußteile in Kombination mit dem neuen POCT zur Detektion von Hepatitis D zu prüfen und ein biobasiertes Schnelltestsystem für die weltweite Anwendung zu etablieren.