Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Testsysteme in Medizin, Forschung und verschiedenen Bereichen der Analytik werden auf Material aus Polystyrol durchgef\u00fchrt. Allein bei der Verbrennung des Kunststoffes aus diesem Bereich entstehen j\u00e4hrlich 32000 Tonnen Kohlendioxid. Ziel des Vorhabens war es deshalb, das in diesem Bereich verwandte Polystyrol durch nachwachsende Rohstoffe zu ersetzen, die dennoch vergleichbare analytische Eigenschaften haben sollten.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEs wurden unterschiedliche Formulierungen der nachwachsenden Rohstoffe Polyhydroxybutters\u00e4ure (PHB) und Polylactid (PLA) hergestellt, die als Polymermatrix f\u00fcr den Ersatz von Polystyrol in immunologischen Testverfahren dienen sollten. Dabei wurden als Formk\u00f6rper der Festphase Mikrotiterplatten aus transparentem Material und Immunosticks aus nichttransparenter Matrix gew\u00e4hlt. Zun\u00e4chst wurden Formulierungen f\u00fcr den Einsatz adh\u00e4siver Bindung, z.B. von Proteinen insbesondere Antik\u00f6rpern, mit bereits bestehenden Testsytemen getestet. Als Vergleich f\u00fcr die Bindungskapazit\u00e4t wurden handels\u00fcbliche Mikrotiterplatten bzw. Immunosticks eingesetzt. Als Methode der Wahl, um die Eignung der Oberfl\u00e4chen f\u00fcr adh\u00e4sive Bindungen zu \u00fcberpr\u00fcfen, wurden Enzymimmunoassays eingesetzt. Die Durchf\u00fchrung dieser Tests erfolgte dabei nach bekannten Verfahren.
\nWeiter sollten Formulierungen erarbeitet werden, die Einlagerungen von funktionellen Gruppen enthalten und somit die M\u00f6glichkeit einer spezifischen kovalenten Bindung auch niedermolekularer Substanzen bietet.
\nNach der Optimierung der Formulierungen f\u00fcr adh\u00e4sive bzw. kovalente Bindung konnten aus den getesteten Granulaten bzw. Str\u00e4ngen Spritzgu\u00dfprodukte mit reproduzierbarer Oberfl\u00e4che hergestellt werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Grunds\u00e4tzlich l\u00e4\u00dft sich festhalten, da\u00df die geplanten Ziele im wesentlichen erreicht werden konnten. Durch die Tatsache, da\u00df auf der einen Seite eine Beschichtung von St\u00e4rkeformk\u00f6rpern mit PHB – wie urspr\u00fcnglich geplant – nicht durchgef\u00fchrt werden mu\u00dfte, sich aber auf der anderen Seite die Auswahl der zur Einlagerung geeigneten funktionellen Gruppen sehr schwierig gestaltete, erfolgte eine Umstrukturierung des vorgesehenen Arbeitsplans sowohl hinsichtlich eigener Arbeiten als auch hinsichtlich der notwendigen Fremdleistungspartner.
\nF\u00fcr die Optimierung der Testparameter wurde ein deutlich k\u00fcrzerer Zeitraum ben\u00f6tigt, da im wesentlichen die Parameter \u00fcbernommen werden konnten, die auch auf Polystyrol gelten.
\nDagegen wurde f\u00fcr die Herstellung geeigneter Formulierungen, insbesondere bei der Einlagerung funktioneller Gruppen liefernden Substanzen aufgrund der Polyesterstruktur der Matrizes deutlich mehr Aufwand ben\u00f6tigt.
\nVor allem die Erforschung der Oberfl\u00e4chenaktivit\u00e4ten von Pulver, Pellets, Str\u00e4ngen und Spritzgu\u00dfteilen war dabei sehr zeitaufwendig. Diese Experimente konnten dahingehend erfolgreich abgeschlossen werden, da\u00df sowohl f\u00fcr adh\u00e4sive Anwendungen als auch f\u00fcr die kovalente Bindung von Amino- oder Carboxylgruppen Formulierungen gefunden werden konnten ( f\u00fcr PHB und PLA), die eine geeignete Aktivit\u00e4t der Oberfl\u00e4che auch nach Weiterverarbeitung durch Spritzgu\u00dftechniken aufweisen.
\nDa bei den optimierten Matrizes Marktanteile gegen seit Jahrzehnten etablierte Produkte erk\u00e4mpft werden m\u00fcssen, ist f\u00fcr die Anfangsphase mit einem Anteil von 5 % zu rechnen. Dieser Anteil bedeutet allein f\u00fcr Deutschland eine Kohlendioxidentlastung der Athmosph\u00e4re von 1500 Tonnen\/Jahr.
\nBesonders von Bedeutung ist dabei, da\u00df es f\u00fcr die in dem Vorhaben zu substituierenden Einwegmaterialien keine gesetzliche Vorgabe der Verwertung gibt. Alle Abfallprodukte werden letztendlich durch M\u00fcllverbrennung entsorgt.
\nSowohl PHB als auch PLA sind als Ausgangsprodukte kostenintensiver als Produkte aus fossilen Rohstoffen, jedoch f\u00e4llt dieser Faktor im Bereich der Analytik und Diagnostik nur mit ca. 1% der Kosten eines Test-kits ins Gewicht. Durch vermehrte Marktanteile k\u00f6nnen die Produktionskosten der Rohstoffe in Zukunft zus\u00e4tzlich gesenkt werden. Insbesondere bei PHB l\u00e4\u00dft sich eine Kostensenkung dadurch herbeif\u00fchren, da\u00df der Kohlenstofflieferant Zucker f\u00fcr die Bakterien aus Melasse der Zuckerproduktion gewonnen wird.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Aufgrund der Innovativit\u00e4t der alternativen Polymermatrizes wurde ein PCT- Patent mit der Nr. PCT\/EP98\/03616 angemeldet. Um diese neue Produktlinie zu pr\u00e4sentieren, erfolgte bereits eine Anmeldung f\u00fcr einen eigenen Messestand auf der Analytica 2000 in M\u00fcnchen.
\nDie Ergebisse werden Interessenten durch Messepr\u00e4sentation, Fachartikel und geeignete Werbung zug\u00e4nglich gemacht. Zus\u00e4tzlich werden dabei auch die Kontakte zu entsprechenden Anwendern und die Strukturen der Bayern innovativ oder BioM AG M\u00fcnchen genutzt werden.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die geplanten Ziele des F\u00f6rderprojekts konnten erreicht werden, sowohl was die adh\u00e4sive Bindung als auch die kovalente f\u00fcr transparente und nichttranparente Matrizes aus den nachwachsenden Rohstoffen PHB und PLA betrifft. F\u00fcr Produkte mit adh\u00e4siver Bindung konnten vermarktbare Matrizes optimiert werden. Die Einlagerung von funktionellen Gruppen tragenden Substanzen, die in der Polyestermatrix auch nach dem Spritzgu\u00df noch zufriedenstellende Bindungskapazit\u00e4t aufweist, bereitet jedoch in Teilbereichen noch Schwierigkeiten. Hierf\u00fcr wurden zwar Probleml\u00f6sungen gefunden, dennoch wird im weiteren Produktentwicklungsverlauf noch an verbesserten Formulierungen gearbeitet werden. Dies betrifft besonders die Einlagerung von Carboxygruppen tragenden Substanzen in die Polymermatrix<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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