Die Laborausrüstung aus Kunststoff kommt beim Austrian Centre of Industrial Biotechnology und der BOKU Wien zukünftig aus dem 3D-Drucker. Die neue Technologie soll dazu beitragen, die Biotechnologieforschung noch grüner zu machen. Eine Kommerzialisierung liegt laut Peter Satzer fern.
Durch die Verwendung von 3D-gedruckter Laborausrüstung könnten mehrere Millionen Tonnen Einwegplastikmüll entfallen. Der Einsatz von Ressourcen, Energie und Wasser wird stark gesenkt. Die Technologie wird in Kürze als Open Source veröffentlicht. Damit steht sie kostenlos zur Verfügung, um Laboren weltweit die Möglichkeit zu geben, einen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten.
Sterilität schon beim Druckvorgang
Die entscheidende Herausforderung war die Wahrung der Sterilität bei der additiven Fertigung der Bauteile. Das Team um Peter Satzer vom acib-Institut für Bioverfahrenstechnik hat sich für biokompatible, kompostierbare Polymilchsäure entschieden. Ein handelsüblicher Drucker dient zur Herstellung. Dieser arbeitet in einer sterilen Box. Zuvor findet eine sorgfältige Desinfektion statt.
„Der derzeitige Stand der Technik sieht entweder die Verwendung von teuren Einwegartikeln oder wiederverwendbarer Glasware vor, die energie- und ressourcenaufwendig gereinigt werden muss. Durch das sterile 3D-Druckverfahren entfällt die bisher notwendige nachträgliche Sterilisation, was den Energie- und Wasserverbrauch um über 90 Prozent senkt“, so Satzer. Ein mikrobiologisches Labor mit 25 Mitarbeitern verbraucht beispielsweise 65 Mal mehr Strom als ein durchschnittlicher österreichischer Haushalt, 1,8 Mio. Liter Wasser und produziert rund 1,3 Tonnen Plastikmüll.
Ziel ist eine grünere Biotechnologie
Zunächst haben die Forscher mit ihrer Drucktechnik ein einfacheres Problem gelöst. Die Herstellung von Erlenmeyerkolben, auch Schüttelkolben genannt, in denen menschliche embryotische Nierenzellen, Ovarialzellen des chinesischen Hamsters und Insektenzellen kultiviert werden. Satzer: „Diese drei Zelllinien sind derzeit wichtige Ausgangsstoffe für die Forschung als auch die Produktion neuer Arzneimittel, darunter Krebsmedikamente, Impfstoffe und Gentherapien.“
Die im 3D-Druck hergestellten Kolben kosten 60 Euro-Cent. „Schüttelkolben aus Einwegkunststoff kommen auf rund zehn Euro pro Stück“, verdeutlicht Satzer. „Es ist nicht unser Ziel, diese Technologie zu kommerzialisieren, sondern einen wichtigen Beitrag zu leisten, um durch Reduzierung von Einwegkunststoffen die weltweite Biotechnologieforschung noch grüner zu machen.“