Das auf den 3D-Druck von Medikamenten spezialisierte Unternehmen FabRx hat zusammen mit Forschern der University College London und Universidade de Santiago de Compostela mit Hilfe von 3D-Druck ein neues Gerät entwickelt, das Medikamente und sogar Drogen aus dem Abwasser entfernen kann. Das weitere Eindringen von Arzneimitteln und Drogen in die Umwelt über das Abwasser soll damit verhindert werden können.

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Das Eindringen von Arzneimitteln in die Umwelt und Abwasser ist ein globales Problem, das enorme Auswirkungen auf das ökologische Gleichgewicht haben und erhebliche Risiken für die menschliche Gesundheit bergen kann. Forscher des pharmazeutischen 3D-Druckspezialisten FabRx, des University College London und der Universidade de Santiago de Compostela (USC) haben deshalb ein neuartiges Gerät mit Hilfe von 3D-Druck entwickelt, das Medikamente und sogar Drogen aus dem Abwasser entfernen kann.

Das Problem der Wasserverschmutzung durch Arzneimittel

Im Laufe seines Lebens nimmt der Mensch Dutzende von Medikamenten ein, die anschließend ausgeschieden oder entsorgt werden und schließlich in die Umwelt sowie Wassersysteme gelangen, einschließlich Trinkwasser, Grundwasser und Ozeanen. Diese Verschmutzung ist ein globales Problem, wobei Antibiotika, Analgetika, Lipidsenker und Östrogene zu den weltweit am häufigsten gemeldeten wassergefährdenden Medikamenten gehören.

Filter für Medikamente im Abwasser
Das neuartige Gerät, welches mit 3D-Druck entwickelt wurde, kann Arzneimittel aus dem Abwasser entfernen, bevor es in den ökologischen Kreislauf eingeführt wird (Bild © Water Research).

Das Eindringen solcher Schadstoffe in unsere Wassersysteme stellt nicht nur ein erhebliches Risiko für die menschliche Gesundheit, sondern auch für das gesamte ökologische Gleichgewicht dar. Doch es sind nicht nur Arzneimittel, die in unsere Wassersysteme gelangen, sondern auch Drogen wie Kokain, Opioide und Methamphetamine.

Die bisher genutzten Methoden zur Entfernung von Arzneimitteln aus dem Wasser zeigen geringe Wirkstoffentfernungsraten, weshalb das Forscherteam der FabRx, UCL und USC versucht, den Bedarf an effektiveren Techniken zur einfacheren und kostengünstigeren Entfernung von Medikamenten und Schadstoffen aus dem Wasser durch 3D-Druck zu decken.

3D-Druck in der Pharma-Industrie

Printzyme im Mikroskop
Unter dem Mikroskop sind Details zu dem biokatalytischen Gerät besser zu erkennen (Bild © Water Research).

FabRx ist ein Unternehmen des UCL, das 3D-Drucktechnologien nutzt, um personalisierte Medikamente und Geräte zur Arzneimittelverabreichung zu entwickeln. Das Unternehmen hat zuvor mit UCL und USC zusammengearbeitet und den 3D-Druck genutzt, um personalisierte 3D-gedruckte Kautabletten für Kinder zu entwickeln sowie die Einnahme von Medikamenten für Patienten mit Sehbehinderungen zu erleichtern.

Jetzt widmet sich das Forscherteam der Untersuchung, wie der 3D-Druck dazu beitragen kann, die schädliche Umweltverschmutzung durch Arzneimittel in der Wasserversorgung zu reduzieren. Das Team entwickelte mithilfe von 3D-Druck ein Gerät namens „Printzyme“, welches ist in der Lage ist, bestimmte Arzneimittel aus dem Wasser zu entfernen. Anschließen wurde mit dem biokatalytischen, wiederverwendbaren Gerät eine Studie zur Entfernung von Arzneimitteln aus Wasserlösungen durchgeführt.

Erfolgreiche Studie mit dem Printzyme-Gerät

Das Printzyme-Gerät verwendet das natürliche Enzym Laccase als Arzneimittel-Oxidationsmittel, das nachweislich eine Vielzahl von Arzneimitteln abbaut. Bei der Herstellung wurden Photopolymerharze genutzt, die mit dem genannten Enzym beladen wurden. Die Fähigkeit des 3D-gedruckten Gerätes, Medikamente aus dem Wasser zu entfernen, wurde mit zwei Modellmedikamenten, Diclofenac und Ethinylestradiol, getestet. Printzyme konnte die Konzentrationen beider Medikamente in den Lösungen um bis zu 95 % reduzieren. Das wiederverwendbare Gerät könnte laut Studienergebnissen dazu beitragen, die weltweite Wasserverschmutzungskrise auf flexible, leicht skalierbare und kosteneffiziente Weise effizienter zu bewältigen. Weitere Informationen zur Studie wurden im Fachjournal „Water Research“ unter dem Titel „A customizable 3D printed device for enzymatic removal of drugs in water„.

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