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3D-Druck vs. Corona 3D-gedruckte Nasenabstriche für COVID-19-Tests mit komplexem Gittermuster

| Redakteur: Stefan Guggenberger

Immer mehr Menschen, die in der 3D-Branche tätig sind, entwickeln Tools, welche gegen die Ausbreitung des Coronavirus von Nutzen sind. Henkel und Origin haben nun einen Nasenabstrich entwickelt, der per 3D-Druck massengefertigt werden kann.

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Henkel und Origin haben diesen 3D-gedruckten NP-Abstrich mit komplexem Gittermuster gemeinsam entwickelt.
Henkel und Origin haben diesen 3D-gedruckten NP-Abstrich mit komplexem Gittermuster gemeinsam entwickelt.
(Bild: Henkel)

Durch den Ausbruch der COVID-19 Pandemie hat die Nachfrage nach medizinischer Versorgung und Geräten wie Testkits zu erheblichen Lieferengpässen geführt. Um das Virus nachzuweisen, wird unter anderem ein Nasopharynx-Abstrich (NP-Abstrich) durchgeführt, bei dem Erregermaterial aus der Nasenhöhle von Patienten entnommen wird. Allerdings werden diese Stäbchen nur von wenigen Unternehmen weltweit produziert. Die extreme Nachfragesteigerung im Zuge der Corona-Pandemie können diese Hersteller mit ihren Kapazitäten nicht abfangen. In Zusammenarbeit mit Origin hat Henkel deshalb umfangreiche Materialtests auf Biokompatibilität und mechanische Widerstandsfähigkeit durchgeführt und eine Palette von 3D-druckbaren medizinischen Fotopolymeren geliefert, die für das Materialentwicklungssystem von Origin maßgeschneidert sind.

Schnelle Produktentwicklung dank enger Zusammenarbeit

NP-Abstriche werden in der Regel aus mehreren Materialien hergestellt, die vor der Sterilisation und Verpackung zusammengesetzt werden. In Zusammenarbeit mit Origin hat Henkel seine Technologieexpertise eingebracht, um NP-Abstriche zu designen, die im 3D-Druck-Verfahren massengefertigt werden können.

„Hinter unserer offenen Materialplattform stand von Anfang an die Vision, erfolgreiche Zusammenarbeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette in der additiven Fertigung zu ermöglichen“, so Ken Kisner, Head of Innovation für den 3D-Druck bei Henkel. „In Zusammenarbeit mit Origin ist es uns gelungen, ein sehr effektives Produkt zu entwickeln. Diese medizinische Anwendung demonstriert die Möglichkeiten des 3D-Drucks weit über die Prototypenfertigung hinaus.“

Auf Basis seiner programmierbaren Photopolymerisations-Technologie konnte Origin verschiedene Materialien, Druckparameter und Designs parallel testen und in wenigen Tagen eine optimale Lösung finden. Der finale klinisch validierte NP-Abstrich nutzt ein komplexes Gittermuster, um die Virenproben zu entnehmen. Das Design kombiniert dabei bestmöglichen Patientenkomfort mit maximaler Zuverlässigkeit. Die Entwicklung wurde von Henkels Softwareplattform Albert unterstützt, die Innovationen durch die digitale Ermittlung einzusetzender Materialien beschleunigt. Albert hat Zugang zu sämtlichen Datensätzen rund um die breite Material- und Nachbearbeitungsexpertise von Loctite.

Medizinisches Endprodukt aus dem 3D-Drucker

Der NP-Abstrich von Origin ist als steriles Gerät klassifiziert und gilt als medizinisches Endprodukt. Das bedeutet, dass das Produkt die derzeitige “Gute Herstellungspraxis” (“current good manufacturing practices” – cGMP) einhalten muss – Vorschriften, die von der US Food and Drug Administration (FDA) durchgesetzt und im Code of Federal Regulations – Sammlung der US-amerikanischen Bundesverordnungen – dokumentiert werden. Sowohl Henkel als auch Origin haben bei der Testdurchführung und -validierung in jedem Schritt des Sterilisationsprozesses mitgearbeitet, der die Ethylenoxid-(EtO-)Sterilisation und die Autoklav-Sterilisation umfasst hat. Beide Partner haben ebenfalls mechanische Tests und eine umfangreiche Verpackungsprüfung durchgeführt und die FDA-konforme Haltbarkeit des Produktes belegt.

Darüber hinaus sind die NP-Abstriche vollständig rückverfolgbar und beinhalten einen so genannten “Digital Thread” (digitaler roter Faden), mit dem die verarbeitete Basischemie nachvollzogen werden kann. Die sterilen NP-Abstriche von Origin werden derzeit an Gesundheitseinrichtungen, Regierungsbehörden und unabhängige Testcenter in den USA und einigen weiteren Ländern ausgeliefert.

Ein Übersicht additiver Hilfsangebote zur Bewältigung der Corona-Pandemie finden sie hier.

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