Atmosphärendruckplasmatechnik mit Erfolg im medizinischen Bereich angewandt
Die Oberflächentechnik ist der Schlüssel zur Entwicklung von neuen und haltbaren Produkten. Atmosphärendruckplasma steckt in dieser Hinsicht voller vielversprechender Möglichkeiten. Und diese sind umweltfreundlich, lösemittelfrei, können für eine zukunftsweisende Oberflächenbehandlung und Nanobeschichtung von Materialien verwendet werden, konnten aber bislang aufgrund ihrer höheren Kosten nicht das gleiche Level der industriellen Anwendung wie die Koronatechnik erreichen. „Atmosphärendruckplasmatechnik verursacht höhere Kosten an Ausrüstung und im Betrieb aufgrund des Gasverbrauchs, und die vorhandene Ausstattung muss außerdem schwierigen Wartungsarbeiten unterzogen werden. Die Liniengeschwindigkeiten sind langsamer als es bei einigen Anwendungen erforderlich ist, und der Mangel an konkreten Beispielen für die Nützlichkeit erschwert es, potenziellen Nutzer zu überzeugen“, sagt Dr. Pirjo Pasanen, Führungskraft bei Spinverse Innovation in Finnland und Koordinatorin von IP4PLASMA. IP4PLASMA zielte darauf ab, diese Lücke zu schließen, indem diese Beispiele unter dem Schwerpunkt medizinischer Anwendungen bereitgestellt werden. Und warum? Wegen der hohen Zusatznutzens der medizinischen Anwendungen sowie der Notwendigkeit neuer chemischer Funktionalitäten für Oberflächenbehandlungen unter Einsatz kostengünstiger Fertigungsverfahren. „Unsere Demonstratoren decken die Produktion von schnelleren und preiswerteren Tuberkulose- und HIV-Tests, die Fertigung von neuen Wundverbänden mit bakterienhemmenden Eigenschaften und ein verbessertes Versiegelungsverfahren für medizinische Verpackungen ab“, erklärt Dr. Pasanen. „Wir haben ein neues, modular gestaltetes mobiles Behandlungssystem entworfen, das zuverlässiger, besser zu warten und kostengünstiger sowie auf diese Weise besser für die industrielle Produktion geeignet ist. Insgesamt wurden vier Plasmareaktoren mit Breiten im Bereich von 200 mm bis 1200 mm auf Basis der VITO-Plasmatechnik gebaut.“ Der größte Reaktor wurde beim Projektpartner SOFTAL installiert, wo er bereits für andere Anwendungen getestet wurde, während ein anderer dem slowenischen Hersteller Tosama zum Einsatz in der Fertigungslinie für Wundverbände geliefert wurde. Die neuartigen Wundverbände von Tosama können das Wachstum von S. aureus und C. albicans hemmen, wobei eine Optimierung des Plasmabehandlungsprozesses für medizinisches Papier und Folie für Medizinprodukte gleichermaßen zeigte, dass die Abdichtungseigenschaften von medizinischen Verpackung mit Plasmabehandlungen wirkungsvoll gesteuert werden können. Krankheiten besser nachweisen Zwei der anderen Projektpartner, Fraunhofer und Lionex, konzentrierten sich auf Tuberkulosetests. Diese Krankheit befällt jährlich 9 Millionen Menschen, von denen 1,7 Millionen sterben, obwohl es eine Heilbehandlung gibt. Da die meisten Patienten keinerlei Symptome zeigen, könnte ein kostengünstiger Test wie LIODROP, der direkt von IP4PLASMA kommt, eine Wende einläuten. „Der Test gestattet eine Diagnose innerhalb von Minuten anstelle von Tagen, wie bei den gängigen Methoden üblich“, sagt Dr. Pasanen. „Er kann unter realen Bedingungen problemlos eingesetzt werden, ist sehr spezifisch, die Testempfindlichkeit liegt über 99 % und er wird in endemischen Ländern ungefähr 1 EUR kosten.“ Der HIV-Test von IP4PLASMA wurde mit Hilfe derselben Plattform entwickelt und kann HIV auf der Grundlage der vom Patienten entwickelten Antikörper nachweisen. Die ersten kommerziellen Anwendungen werden voraussichtlich innerhalb der nächsten Jahre auf den Markt kommen. Es sind bereits zwei ausgegründete Unternehmen gestartet worden, und zwei weitere sind geplant, um weiter auf den Projektresultaten aufzubauen. „Unsere Marktstudien zeigen, dass es für alle ausgewählten Anwendungen großes Marktpotenzial gibt“, betont Dr. Pasanen. „Die potenziellen Auswirkungen der schnellen TB-Tests von LIONEX sind sowohl aus gesellschaftlicher als auch aus medizinischer Sicht, sowie auch aus streng kommerzieller Perspektive als enorm einzuschätzen. Zusammen mit dem neuen HIV-Test könnten die Ergebnisse des Projekts Lebensqualität und Lebenserwartung der Patientinnen und Patienten drastisch verbessern sowie die weitere Ausbreitung verhindern.“
