Presseaussendung Joanneum Research sagt Krankenhauskeimen den Kampf an Durch übermäßigen Antibiotikaeinsatz, sowohl in der Humanmedizin als auch in der Tierzucht, steigt die Anzahl der sogenannten Krankenhauskeime stark an. Daher sind kostengünstige Tests zum frühzeitigen Aufspüren antibiotikaresistenter Bakterien dringend notwendig. Auch in der Entwicklung neuer Arzneimittel muss eine große Anzahl von Tests durchgeführt werden, um die Wirkung neuer Substanzen frühzeitig zu bestimmen. Joanneum Research arbeitet innerhalb eines Konsortiums in einem EU-Projekt an Mini-Labors aus mikro- und nanostrukturierten Kunststoffen, die lebensbedrohliche Keime rasch aufspüren und so eine gezieltere Behandlung möglich machen. Graz, 11. August 2015: Den gefürchteten Krankenhauskeimen geht es dank modernster Mikro- und Nanotechnologie an den Kragen. Sie wird für das rasche und kostengünstige Aufspüren von lebensbedrohlichen Keimen meist handelt es sich um den Methicillinresistenten Staphylococcus aureus, kurz MRSA eingesetzt. Das hintergründige Problem dieser multiresistenten Keime liegt im übermäßigen Antibiotikaeinsatz, sowohl in der Humanmedizin als auch in der Tierzucht. Dieser Bakterienstamm kann schwere Infektionen verursachen, die meisten Antibiotika sind unwirksam. Durchschnittlich 30 % der Bevölkerung tragen ihn in der Nase und auf der Haut. Bei gesunden Menschen verursachen diese Bakterien keine Symptome. Bei Menschen mit einem geschwächten Immunsystem also auch bei Menschen im Krankenhaus können MRSA-Bakterien jedoch sehr wohl zum Problem werden. Jährlich sterben rund 50.000 Menschen im EU-Raum an solch einer Infektion. Kostengünstige Tests zum frühzeitigen Aufspüren von MRSA sind daher dringend notwendig.
Interessant für die Medizinproduktehersteller im Bereich In-vitro-Diagnostik sind mikro- und nanostrukturierte Kunststoffe, die in Zukunft für bioanalytische Geräte zum Aufspüren von lebensbedrohlichen Bakterien produziert werden könnten. Diese strukturierten Kunststoffe sind aber auch für unzählige weitere diagnostische Tests (lab-on-chip) nicht nur kostengünstig, sondern auch in großem Umfang herstellbar. Hier setzt das EU-Projekt R2R Biofluidics an, das von Joanneum Research koordiniert und gemeinsam mit neun weiteren Partnern aus der Industrie und Forschung durchgeführt wird. Der Begriff Biofluidics umfasst die Kombination und Anwendung von Mikrofluidik für bioanalytische Anwendungen. Mikrofluidik beschäftigt sich mit dem Verhalten von Flüssigkeiten auf kleinstem Raum. Möglichst kostengünstig wird die Produktion durch den Einsatz des Rolle-zu-Rolle- Prägeverfahrens (R2R), womit flexible Kunststofffolien mit hochpräzisen Strukturen im Mikro- und Nanobereich großflächig hergestellt werden. MATERIALS, das Institut für Oberflächentechnologien und Photonik der Joanneum Research, verfügt über die europaweit einzige UV-Nano-Imprint-Lithographie-Anlage (R2R). Das R2R-Verfahren, das im Grundprinzip so ähnlich funktioniert wie moderne Zeitungsdrucktechnik, ermöglicht demnach eine Produktion von funktionellen mikrofluidischen Strukturen in großem Maßstab, wodurch der Stückpreis drastisch gesenkt wird. Im Rahmen des R2R Biofluidic -Projektes werden in den kommenden vier Jahren zwei Demonstratoren entwickelt. Zum ersten soll ein In-vitro-Diagnostik-System zur Bestimmung von antibiotikaresistenten Keimen auf der Basis von Mikrofluidik und Nanoimprint- Technogien entwickelt werden. Die Mikrofluidik erlaubt sehr einfache Handhabung und schnelle Durchführung dieser diagnostischen Tests. Durch zusätzliche optische Nanostrukturen sollen zudem noch deutlich geringere Konzentrationen dieser Keime als bisher nachgewiesen werden. Ein zweiter Demonstrator zielt auf eine In-vitro-Testmethode, die für die Entwicklung neuer pharmazeutischer Wirkstoffe in Medikamenten von großem Interesse ist. Dabei sollen Nervenzellen auf einem strukturierten Trägermaterial fixiert und dank veränderter Oberflächen zu geordnetem und vordefiniertem Wachstum angeregt werden. Dadurch lässt sich der Einfluss von potenziellen Medikamenten auf diese immobilisierten Zellen mit hoher Präzision feststellen. Im Projektnetzwerk arbeiten KMUs, Industrieunternehmen und Forschungsgesellschaften zusammen. Joanneum Research MATERIALS koordiniert das EU Projekt R2R Biofluidics, das mit einem Gesamtbudget von knapp 7,9 Millionen Euro bemessen ist.
Die JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbh entwickelt Lösungen und Technologien für Wirtschaft und Industrie in einem breiten Branchenspektrum. Rund 430 Mitarbeitende der Joanneum Research betreiben Spitzenforschung auf internationalem Niveau an den Standorten Graz, Wien, Klagenfurt, Weiz, Hartberg, Niklasdorf und Leoben. MATERIALS Institut für Oberflächentechnologien und Photonik Unter Einsatz moderner, auf Miniaturisierung, Integration und Werkstoffoptimierung beruhender Technologien und Verfahren bietet MATERIALS interdisziplinare Lösungsansätze für die gesamte Wertschöpfungskette. Dazu zählen großflächige Mikro- und Nanostrukturen, Bio- und Chemosensoren, Lichttechnologien, funktionalisierte Oberflächen oder Laserprozesse. Facts & Figures Horizon 2020: Das EU-Programm für Forschung und Innovation Knapp 80 Mrd. Euro stehen für Forschung und Innovation von 2014 bis 2020 auf EU- Ebene zur Verfügung. Die Finanzierungs- und Förderformen reichen von der Grundlagenforschung bis zur innovativen Produktentwicklung. Einzelforscher, Unternehmen und Kooperationen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft sind zentrale Zielgruppen von Horizon 2020. EU-Performance Monitoring: Im Rahmen eines Berichts der FFG zum EU Performance Monitoring betreffend die Beteiligung von österreichischen Institutionen in Horizon 2020 (abgeschlossene Verträge) belegt die JOANNEUM RESEARCH österreichweit den 3. Platz, in der Steiermark den 2. Platz. Unser strategischer Partner Technische Universität Graz belegt jeweils den ersten Rang. R2R Biofluidics ein Projekt (Innovation Action) im Call NMP-04-2014: Highdefinition printing of multifunctional materials. Die Joanneum Research koordiniert das H2020-Projekt. In einem ersten Schritt wird Bionic Surface Technologies GmbH (Österreich) Simulationen der fluidischen Mikrostrukturen vornehmen, während Joanneum Research die optischen Nanostrukturen simulieren wird. Micro Resist Technology GmbH (Deustchland) wird spezielle Fotolacke für die Nanoimprintlithographie entwickeln und produzieren. Die simulierten Strukturen werden dann von MATERIALS dem Institut für Oberflächentechnologien und Photonik der Joanneum
Research und InMOLD Biosystems A/S mittels R2R-Verfahren gefertigt. Foundation Tecnalia Research (Spanien) wird sich hauptsächlich mit der Oberflächenmodifikation und Biofunktionalisierung der strukturierten Polymeroberflächen beschäftigen. EV Group (Österreich) wird eine R2R-Produktionsanlage für den Fertigungsprozess entwickeln, mit der die beiden Demonstratoren gefertigt werden sollen. Die BiFlow Systems GmbH (Deutschland) wird in einer Pilot-Fertigungslinie weitere nötige Bearbeitungsschritte und die Integration von Aktuatoren (Mikropumpen und Ventile) übernehmen. GreinerBioOne Diagnostics GmbH (Östereich) und Innoprot (Spanien) werden jeweils für das Design und die Evaluierung des diagnostischen bzw. des Zelltest Systems verantwortlich sein. Die Grazer BioNanoNet GmbH managt das Projekt administrativ und ist für alle sicherheitsrelevanten Themen bezüglich Nanotechnologie zuständig. Das Projekt startete im Februar 2015 und läuft über 4 Jahre. Projektvolumen: 7.929.411 Im Rahmen des Projekts R2R Biofluidics werden bioanalytische Messgeräte basierend auf Mikrofluidik- und Nanoimprint-Technologien mittels Rolle-zu-Rolle- Verfahren entwickelt. Präzisere Messungen, geringere Detektionsgrenzen und günstigere analytische Systeme können ermöglicht werden. MATERIALS, das Institut für Oberflächentechnologien und Photonik der Joanneum Research verfügt über eine in dieser Form europaweit einzigartige Rolle-zu-Rolle- Pilotanalge für UV- und thermische Nano-Imprint-Lithographie. Link: www.r2r-biofluidics.eu
Credit JOANNEUM RESEARCH/Bernhard Bergmann, UV-Nano-Imprint-Lithographie-Anlage im neuen Laborgebäude der JOANNUM RESEARCH W.E.I.Z. IV. Kontakt: Dr. Stefan Köstler Projektleiter JOANNEUM RESEARCH MATERIALS Franz-Pichler-Strasse 30 8160 Weiz, Austria Tel: +43 (0)316 876 1228 Mobil: 0664/602 876 1228 E-Mail: stefan.koestler@joanneum.at www.joanneum.at/materials