Fortschritt: Österreichische Forscher gewinnen mit Flow-Reaktor aus 3D-Drucker aus Treibhausgas wertvollen Wirkstoff gegen Schlafkrankheit

 19. Dezember 2017  Andreas Krämer  

Österreichischen Forschern der Uni Graz ist die Gewinnung von dem Wirkstoff Fluoroform aus Treibhausgas gelungen. Mit Fluoroform kann die Schlafkrankheit behandelt werden und zählt laut WHO zur Liste der „Essential Medicines“ (unentbehrlichen Medizin). Geholfen hat den Forschern ein selbst entwickelter Reaktor, der mit Hilfe von Metall-3D-Druck exakt nach den Bedürfnissen der Forschern hergestellt wurde.

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Das Chemiker-Team der Karl-Franzens-Universität Graz unter Univ.-Prof. Dr. C. Oliver Kappe konnten aus dem Treibhausgas Fluoroform einen Wirkstoff gegen die Schlafkrankheit gewinnen. Fluoroform kommt bei der Teflon-Herstellung zum Einsatz. Per Flow-Chemie wird daraus der Arzneistoff Eflornithin synthetisiert. Die Forschungsarbeit der Chemiker wurde vor kurzem im Fachjournal „Green Chemistry“ veröffentlicht und in einer Pressemitteilung der Uni Graz vorgestellt.

Das Fluoroform wird normalerweise verbrannt, damit das Treibhausgas nicht in die Atmosphäre gelangen kann, jedoch kostet dies Energie und es entsteht CO2. Wie Oliver C. Kappe in der Mitteilung erklärte, sei es mit dem Flow-Verfahren gelungen, Fluoroform sinnvoll zu nutzen. Es dient zur Herstellung von Eflornithin, einem wichtigen Arzneistoff gegen die Schlafkrankheit. Der Arzneistoff wurde von der WHO in die Liste der „Essential Medicines“ (unentbehrliche Medizin) eingetragen.

Im Rahmen der Flow-Chemie werden die erforderlichen Substanzen für eine Synthese in einem kontinuierlichen Verfahren durch Reaktionskammern im Millimeterbereich gepumpt. Die einzelnen Prozesse laufen in den Reaktionskammern der Reihe nach ab, wobei extreme Temperatur- und Druckbedingungen die Reaktionen um ein Vielfaches beschleunigen können. Laut Kappe spart die Flow-Chemie gegenüber herkömmlichen Verfahren Zeit und Kosten, sei außerdem oft umweltfreundlicher, weil zwischen den einzelnen Reaktionsschritten keine Abfallprodukte anfallen.

Flow-Reaktor aus dem 3D-Drucker

Reaktor aus 3D-Drucker
Der Flow-Reaktor wurde mit Hilfe von einem 3D-Drucker exakt den Bedürfnissen der Forscher entsprechend hergestellt (Bild © Uni Graz/Oliver Kappe).

Die grüne Synthese kombinierte das Chemiker-Team mit einem per 3D-Druck hergestellten Flow-Reaktor. Das Reaktor-Design entstand in einer Zusammenarbeit zwischen Chemikern/innen und Forscher/innen der TU Graz und der Research Center Pharmaceutical Engineering GmbH (RCPE). Gedruckt wurde der Reaktor von der Firma Anton Paar im Metall-Laser-Sinter-Verfahren aus Stahlpulver.

Der 3D-Druck ermöglicht die Fertigung von Flow-Reaktoren beliebiger Komplexität, im Vergleich dazu sei man bei traditionellen Fertigungsmethoden stark begrenzt. Der gedruckte Reaktor bedeutet eine enorme Kostenersparnis.

Auch andere Forschungseinrichtungen nutzen 3D-Drucker für ihre Forschungsarbeiten. So konnten zum Beispiel Forscher der University of Nottingham mit einer Kombination aus Inkjet-3D-Druck und UV-Härtung erstmals ein Parkinson-Medikament herstellen. Ein Forscherteam der University of Washington gelang mit Hilfe von 3D-Druck die Herstellung von Bioreaktoren aus Hefe. Die Bioreaktoren können die Produktion von Bier und Wein grundlegend optimieren. Weitere Beispiele für den Einsatz von 3D-Druck in der Pharmamedizin und Herstellung von Medikamenten bieten unsere Themenseiten „Medikamente aus dem 3D-Drucker“ und „3D-Druck in der Medizin„.

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