PaperRock

In dem Projekt sollen Technologien zur nachhaltigen Herstellung von integrierten diagnostischen Tests auf papierbasierten Trägern entwickelt werden. Gegenwärtig stützt sich die gesamte Laborindustrie fast ausschließlich auf Verbrauchsartikel aus Kunststoff. Weltweit erzeugen Labore über 5 Millionen Tonnen Plastikmüll jährlich, was zu einem extremen ökologischen Problem geworden ist. Medizinische Diagnostik, bei der fast ausschließlich Einweg-Materialien genutzt werden, bildet einen gravierenden Anteil daran. Vor allem spielt heutzutage die schnelle Diagnostik von Infektionen eine entscheidende Rolle im Alltag-Leben: täglich werden Millionen von Tests durchgeführt. Dies wird das Problem nicht nur mehrfach verschärfen, sondern führt auch zu einem Engpass an diagnostischen Materialien. Papierbasierte Point-of-Care Tests sollen eine nachhaltige Alternative für Kunststoff werden, welche auch für die schnelle Produktion der Einweg-Testartikel in hohen Mengen geeignet ist.

Das Vorhaben adressiert nicht nur die Herausforderungen der aktuellen Pandemie, sondern zielt auf einen grundlegenden Industriewandel. Ab Juli 2021 sind Herstellung und Verkauf von allgemeinen Einwegplastik-Artikeln EU-weit nicht mehr erlaubt. Die Umstellung der speziellen Bereiche wie Diagnostik auf die plastikfreien Alternativen entspricht somit der EU-Strategie. Papierbasierte Diagnostik benötigt Materialien, welche nicht nur feuchtigkeitsbeständig sind, sondern auch spezielle Kompatibilität mit fluidischen Prozessen, vielseitigen Detektionstechnologien und vor allem mit Reagenzien und biologischem Probenmaterial aufweisen. Diese Eigenschaften sind beim Papier ursprünglich nicht vorhanden; allerdings hat Papier alle Voraussetzungen für die gezielten Modifizierungen.

In dem Projekt PaperRock werden industrielle Verfahren zur Strukturierung und Funktionalisierung des Papiers entwickelt, welche die Realisierung der diagnostischen Assays auf papierbasierten Trägern ermöglichen. Die Tauglichkeit der Verfahren wird anschließend in einem Demonstrator zur Detektion der viralen Nukleinsäuren (Influenza RNA) nachgewiesen.

Das iP³ Leipzig – Institute for Printing, Processing and Packaging Leipzig der HTWK Leipzig bearbeitet im Projekt folgende Arbeitspakete: a) Erforschung von Prägeverfahren zur Herstellung von maßgeschneiderten mikrofluidischen Strukturen in Papier als Diagnostik-Artikel, b) Erforschung von Verfahren zur Vorlagerung und Stabilisierung von Reagenzien auf geometrisch funktionalisiertem Papier mittels Drucktechnologien wie Inkjet und Tiefdruck und c) Erarbeitung der Anforderungen und Konzepte zur Skalierung und Implementierung der erarbeiteten Technologien.

Zum iP³ Leipzig – Institute for Printing, Processing and Packaging Leipzig