Ausgabe 209

ÖSTERREICH JOURNAL NR. 209 / 21. 12. 2023
Wissenschaft & Technik
Steriles Laborequipment
aus dem 3D-Drucker
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Wiener ForscherInnen des Austrian Centre of Industrial Biotechnology
und der BOKU Wien entwickeln ein steriles 3D-Druckverfahren
In Laboren weltweit werden große Mengen
an Plastikmüll produziert. Dabei handelt
es sich meist um Gegenstände, die nur einmal
verwendet werden, weshalb es ein er -
klärtes Ziel wissenschaftlicher Einrichtungen
in den Life Sciences ist, Strategien zur Reduzierung
von Einwegkunststoffen zu finden.
Dies geschieht im Bemühen, der Verschmutzung
des Planeten vorzubeugen und sowohl
den Klimazielen 2023 und 2040, den Nachhaltigkeitszielen
der Vereinten Nationen als
auch hierzulande der österreichischen Einwegkunststoffrichtlinie
Rechnung zu tragen.
Diese Richtlinien sehen u.a. vor, bestimmte
Kunststoffprodukte aus Einwegkunststoff zu
vermeiden und zu vermindern.
Derzeit belaufen sich die Kunststoffabfälle
aus Laboren weltweit auf über 5,5 Mil -
lionen Tonnen pro Jahr. Zum Vergleich ist das
mehr, als Indien mit 3 Mio. Tonnen in einem
Jahr an Plastik produziert. Hinzu kommt,
daß dieser Kunststoffabfall auf der einen
Seite weder biologisch erzeugt, noch biologisch
abbaubar ist. Auf der anderen Seite sind
Labore vollständig von der Lieferkette für
Einwegkunststoffe abhängig, was sich insbe -
sondere bei Unterbrechungen wie der Covid-
19-Krise oder in Kriegszeiten als sehr problematisch
erwies und erweist, da die Lieferzeiten
für Einwegkunststoffe teilweise mehr
als 6 Monate betragen. Ein Umstand, der die
Produktion wichtiger Medikamente, Impfstoffe
und Produkte des Alltags gefährdet –
und damit direkt die Gesundheit von uns
Menschen.
Um nicht länger von Lieferketten und um -
weltschädlichem Plastik abhängig zu sein,
entschied sich ein ForscherInnenteam rund
um Peter Satzer, Scientist am Austrian Centre
of Industrial Biotechnology (acib) und
am Institut für Bioverfahrenstechnik (IBSE)
an der BOKU Wien, ein neues Druckverfahren
zu entwickeln, um Laborequipment aus
umweltfreundlichem Plastik selbst herzustellen:
Schüttelkolben für den einmaligen
Gebrauch als auch komplette Bioreaktoren
konnten mithilfe biokompatibler, kompostierbarer
Polymilchsäure (PLA) 3D-ge -
druckt werden. Dazu wurden handelsübliche
Foto: BOKU/Christoph Gruber
Priv.Doz. Peter Satzer; Scientist am acib und Forscher am Institut für Bioverfahrenstechnik
BOKU Wien, mit seiner Instituts-Kollegin Lena Achleitner
3D-Drucker verwendet. Der Vorteil: Die
kompostierbaren Schüttelkolben für den Einmalgebrauch
haben einem Materialendpreis
von lediglich 60 Eurocent. „Im Vergleich da -
zu kosten entsprechende Schüttelkolben aus
Einwegkunststoff bislang rund 10 € pro
Stück, mit dem Nachteil, daß diese nicht biologisch
abbaubar sind“, erklärt Satzer und
weist darauf hin, daß „die selbst gedruckten,
kompostierbaren Schüttelkolben im Vergleich
zu handelsüblichen Einwegkunststoffen
dieselben, strengen Qualitätseigenschaften
aufweisen.“ Dies ist insofern wichtig, da
in diesen Schüttelkolben u.a. menschliche,
embryotische Nierenzellen (HEK), Ovarial -
zel len des chinesischen Hamsters (CHO) und
Insektenzellen kultiviert werden. Satzer:
„Diese drei Zelllinien sind derzeit wichtige
Ausgangsstoffe für die Forschung als auch
die Produktion neuer Arzneimittel, darunter
Krebsbehandlungen, Impfstoffe und Gentherapien.“
Dieser neue Ansatz des 3D-Drucks kompostierbarer
Biomaterialien soll langfristig
eine Demokratisierung der Herstellung er -
möglichen und WissenschaftlerInnen den Vor -
teil bieten, die benötigte Geometrie von La -
borequipment frei wählen zu können. „Das
Verfahren soll außerdem dabei helfen, nur
jene Einwegartikel zu drucken, die tatsächlich
benötigt werden, um Ressourcen, Ko -
»Österreich Journal« – https://kiosk.oesterreichjournal.at
sten und vielfach nur begrenzt verfügbaren
Lagerraum zu sparen“, so Satzer.
Darüber hinaus arbeiten die ForscherInnen
an einem Verfahren, mit dem sterile Tei -
le gedruckt werden können. Satzer: „Der
derzeitige Stand der Technik sah entweder
die Verwendung von teuren Einwegartikeln
oder die Verwendung wiederverwendbarer
Glasware vor, welche bisher energie- und
ressourcenaufwändig gereinigt werden muß -
te. Durch das sterile 3D-Druckverfahren wür -
de eine bisher notwenige Sterilisation dieser
Bauteile nach dem Druck entfallen, was den
Energie- und Wasserverbrauch um über 90
Prozent senkt.“ Nimmt man einen kommerziellen,
zur Sterilisation von Laborequipment
eingesetzten Autoklav in einem durchschnittlichen
mikrobiologischen Labor mit
25 ForscherInnen als Rechenbeispiel, verbraucht
dieser jährlich das 65fache an Strom
wie ein durchschnittlicher österreichischer
Haushalt, 1800 m³ an Wasser und das Labor
produziert ca. 1.3 Tonnen an Plastikmüll. Bei
einer Gesamtzahl von 40.000 MitarbeiterInnen
in der – stetig wachsenden – Life-Science-Forschung
in Österreich bedeutet dies
einen nicht zu unterschätzenden Ressourceneinsatz,
der durch den direkten sterilen 3D-
Druck aller benötigten Kunststoffe erheblich
minimiert werden könnte.
https://boku.ac.at/