Große Zukunft für papierbasierte Diagnoseverfahren
Innovation. Das Biomolekül-Nachweisverfahren ,dasi m EU-Projekt „IMPETUS “u nter Mitwirkung der tagtron Gmb He ntwickelt wurde, verbindet Papier-, Druc k-u nd Mikrochiptechnologien un ds chließt die Lücke zwische nSc hnelltests un dLa boranalysen.
Die tagron GmbH mit Firmensitz in Mödling und Werkstätte in Vöcklabruck ist Spezialist im Funktionaldruck – ein Hightechdruck, der völlig neue Möglichkeiten eröffnet. Ein Anwendungsgebiet ist die Medizintechnik. Für den Geschäftsbereich „Healthcare“arbeitet das Unternehmen an der Entwicklung von nachhaltigen, umweltfreundlichen und niederschwelligen sowie einfach handhabbaren papierbasierten In-vitro-Diagnostik-Medizinprodukten. Während der Pandemie konnte tagtron seine Kompetenz in diesem Bereich mit einem SARSCoV-2-Antigen-Schnelltest, der ohne die sonst üblichen Kunststoffgehäuse auskommt, unter Beweis stellen. Im Rahmen des mit Oktober 2022 zu Ende gegangenen EU-Horizon-2020Forschungsprojekts „IMPETUS“wirkte tagtron an der Entwicklung einer neuartigen papierbasierten Diagnosetestkarte mit, die die quantitative Messung von Biomolekülen im Blut erlauben soll.
Koordiniert wurde das Projekt mit vierzehn Partnern aus vier verschiedenen Ländern von der AIT Austrian Institute of Technology GmbH unter der Leitung von Rainer Hainberger, Competence Unit Molecular Diagnostics des Center for Health and Bioresources. Tagtron war für die massenfertigungstaugliche Herstellung auf einer Pilotlinienfertigungsanlage zuständig. Dazu optimierte man Sieb-, Flexo- und Tintenstrahldruck und die Chipplatzierung für eine Rol
le-zu-Rolle-Produktion und erzielte hochdurchsatztaugliche Fertigungsprozesse.
Einfache Anwendung
Das neue Nachweisverfahren verbindet Papier-, Druck- und Mikrochiptechnologien und schließt die Lücke zwischen diversen Schnelltests und aufwendigen Laboranalysen. Entscheidend für den Durchbruch ist aber vor allem, dass das Diagnoseverfahren nicht nur schnelle und treffsichere Ergebnisse liefert, sondern auch einfach in der Anwendung und kostengünstig ist. Auf einen Papierstreifen werden die notwendigen Funktionalitäten der elektrochemischen
Biosensor-Testkarte aufgedruckt und ein Mikrochip appliziert. Wenige Tropfen der zu untersuchenden Körperflüssigkeit werden auf die Testkarte aufgebracht. Am Ende des vollkommen autark ablaufenden Messvorgangs zur Bestimmung der Konzentration der für die jeweilige diagnostische Fragestellung relevanten Biomoleküle werden die Messdaten von der Testkarte auf das Smartphone gespielt. Vom Smartphone kann das Ergebnis zum Beispiel an ärztliches Personal weitergeleitet werden. Entwickelt wird dieses papierbasierte Diagnosekartensystem vor allem für niedergelassene Ärzte, die keine teuren Analysegeräte anschaffen
müssen. Außerdem eignet es sich für Regionen, in denen die medizinische Versorgung und Diagnostik nicht ausreichend vorhanden sind. Die Einwegtests haben die Größe einer Kreditkarte. Ein energieeffizienter Siliziummikrochip, der von der Infineon Technologies Austria AG entwickelt wurde, sorgt für die elektrochemische Signalerfassung, Speicherung und kontaktlose NFCDatenübertragung. Eine gedruckte Batterie genügt hierbei zur Energieversorgung. „Das gesamte System ist so weit wie möglich nachhaltig ausgelegt“, sagt tagtron-Geschäftsführer Gerhard Engelbrecht. „In diesem Sinne werden Verpackungen und dergleichen aus nachhaltigen Werkstoffen gefertigt. Kunststoff wird durch Papier ersetzt.“
Laut Vorstellung der IMPETUSProjektpartner sollen die Kosten für einen Test unter 20 Euro liegen. Alles, was der Arzt benötigt, ist ein Smartphone mit der passenden App, um das Ergebnis abzulesen. „Ist der Befund positiv, kann im Bedarfsfall eine Laborbefundung angefordert werden“, so Engelbrecht. Schon jetzt scheint klar: Papierbasierten diagnostischen Testsystemen gehört die Zukunft.