Messdaten zum Gesundheitszustand eines Patienten einfach, kostengünstig und zuverlässig vor Ort ermitteln und auswerten. Wenn das möglich ist, bringt es in vielen Situationen einen entscheidenden Zeitgewinn. Das Bündnis „Diana“ hat in der Region zwischen Leipzig und Chemnitz daher ein Netzwerk aufgebaut, in dem innovative Point-of-Care-Diagnostik (POCT) entwickelt und gefertigt werden soll. Der Schwerpunkt liegt zunächst auf humanmedizinischen Anwendungen. Bedarf für schnelle und zuverlässige Diagnostik besteht aber auch in der Pflege, im Sport oder in der Veterinärmedizin.
Diana steht für Diagnostik und Nachhaltigkeit und vereint derzeit rund 80 Partner. Darunter sind mittelständische Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Unterstützer aus Bildung und Gesellschaft. 2022 als Bündnis gestartet, gründeten die Partner im vergangenen Dezember den Verein „Diana-Point-of-Care-Technologie-Mitteldeutschland e.V.“. Die Fraunhofer-Institute IWU aus Chemnitz und IZI aus Leipzig sowie die Senslab GmbH aus Leipzig steuern das Bündnis und den Verein.
(Bild: Senslab/EKF Diagnostics)
Mehr Nachhaltigkeit auch für Point-of-Care-Diagnostik
Die zu entwickelnden Diagnostik-Lösungen sollen dem Anspruch einer Kreislaufwirtschaft genügen. Gebrauchtes Material soll – anders als beispielsweise Covid-19-Schnelltests – wiederverwendbar, wiederaufbereitungsfähig oder zumindest recycelbar sein.
Nicht nur an die Materialauswahl stellt dies hohe Anforderungen. Denn auch das Produktdesign und die Fertigungsverfahren müssen spätere (Teil-)Demontagen erlauben. Der Produktionstechnik kommt folglich eine Schlüsselrolle zu. Sie muss kreislauffähige Mikrosysteme in großen Stückzahlen, mit höchster Präzision und zu bezahlbaren Preisen herstellen können.
Hier kommt das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU mit seiner umfassenden Expertise zu Produktionstechnik und Mikrofertigungstechnologien ins Spiel. Das Team um Udo Eckert und Eric Gärtner hat sich auf die Fahnen geschrieben, die Anforderungen der Diagnostik durch Innovationen in der Fertigungstechnik bestmöglich umzusetzen – gemeinsam mit verschiedenen produzierenden Unternehmen.
Mit biobasierten Kunststoffen nachhaltige IVD-Produkte spritzen
Beispiel Blutdiagnostik
Ein Beispiel dafür ist die Blutdiagnostik. Biomarker sind Substanzen im menschlichen Körper, die frühzeitig Hinweise auf eventuelle gesundheitliche Probleme geben können. Zwei solcher Biomarker sind CRP und Laktat. CRP, ein von der Leber produziertes Protein, steigt an, wenn der Körper gegen Entzündungen kämpft. Ein hoher CRP-Spiegel im Blut kann auf Infektionen oder Entzündungen hinweisen und ist somit ein wichtiger Indikator. Laktat ist ein Salz der Milchsäure, das vermehrt bei körperlicher Anstrengung oder Sauerstoffmangel produziert wird. Ein Anstieg des Laktatspiegels im Blut kann auf übermäßige Anstrengung beim Sport oder sogar medizinische Notfälle hinweisen.
Am Point of Care schnell das Blutplasma gewinnen
Im Projekt „Plasma Sep POC“ geht es um die Trennung von Blutplasma aus Vollblutproben zum Nachweis solcher Biomarker. Heutige Methoden, mit denen sich Plasma aus Vollblut gewinnen lässt, sind jedoch oft zeitaufwendig, teuer und nicht für die Massenproduktion in Point-of-Care-Systemen geeignet.
Plasma Sep POC bündelt für eine künftige POC-Lösung Kompetenzen der Disziplinen Mikrofluidik, Materialtechnologie und Diagnosetechnik. Das Senslab-Team entwickelt eine auf der Kapillarkraft basierende Methode, um beispielsweise CRP im Blut aufzuspüren. Mit dieser Methode lassen sich winzige Mengen einer spezifischen Substanz in einer Probe messen.
Spezialisten des Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI konzentrieren sich auf das Design der mikrofluidischen Chips. Diese Chips sind winzige, speziell gestaltete Bauteile, die dazu dienen, das Blut zu verarbeiten und die Plasmaseparation bestmöglich durchzuführen. Das Fraunhofer IWU bewertet im Projekt verschiedene Fertigungstechnologien, die für die Erzeugung sehr feiner Filterstrukturen von der Größe weniger Mikrometer infrage kommen.
Kontakt:
Udo Eckert
Gruppenleiter Mikrosystemfertigung
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik
Reichenhainer Straße 88
09126 Chemnitz
Telefon +49 371 5397 1932
Fax +49 371 5397 61932
udo.eckert@iwu.fraunhofer.de
www.iwu.fraunhofer.de
www.wirsinddiana.de
