3D-gedruckter Mikroreaktor wandelt Treibhausgas in Arzneistoff um

Forscher der Universität Graz und des Grazer Research Center Pharmaceutical Engineering (RCPE) haben gemeinsam einen 3D-gedruckten Mikroreaktor entwickelt, der Treibhausgas zur Herstellung eines Arzneistoffes nutzen kann.

Das Treibhausgas Fluoroform fällt unter anderem bei der Herstellung von Antihaftbeschichtungen oder auch Kühlmitteln an. Laut Klimaschützern trägt es rund 10.000 mal mehr zur Klimaerwärmung als Kohlendioxid bei. Da es in der Atmosphäre Jahrhunderte überdauern würde, muss es nach der Produktion unter hohem Energieaufwand zerstört werden.

“Es wird, vereinfacht gesprochen, verbrannt, was allerdings wieder zu unerwünschten Emissionen führt “, erklärt Professor Dr. Oliver Kappe vom Institut für Chemie an der Universität Graz. “In dem gemeinsam mit einem Industriepartner entwickelten Flow-Verfahren ist es uns gelungen, Fluororform einer sinnvollen Nutzung zuzuführen.”

Mit diesem sogenannten Flow-Verfahren kann das Gas zur Herstellung von Eflornithin genutzt werden, einem Arzneistoff der unter anderem bei der Behandlung der afrikanischen Schlafkrankheit eingesetzt wird. Der von der Anton Paar GmbH mittels Selektiven Lasersintern hergestellte Mikroreaktor aus Stahl basiert auf Durchflusschemie. In einem kontinuierlichen Verfahren werden für die Synthese benötigten Substanzen durch Reaktionskammern im Mikroliterbereich gepumpt. Bei dem Verfahren laufen die einzelnen Prozesse ohne Unterbrechung nacheinander ab. Der Reaktor mit eine Größe von nur 160 x 90 x 30 mm besteht aus einem schlangenförmigen Kühlkörper, um den die Reaktorkanäle mit 0,8 mm Innendurchmesser und einer Gesamtlänge von vier Metern gewickelt sind.

“Rostfreier Stahl ist das beste Material wegen der chemischen, mechanischen und vor allem der guten Wärmeleitfähigkeit”, erklärte Stefan Pfanner, Spezialist für das Laser-Sinter-Verfahren bei der Anton Paar GmbH.

Laut Kappe spart die Durchflusschemie im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren Zeit und Kosten, da extreme Temperatur- und Druckbedingungen die Reaktionen um ein Vielfaches beschleunigen. Der von den Chemikern der TU Graz und dem RCPE entwickelte und getestete Reaktor soll nun zusammen mit einem Schweizer Auftragshersteller für die Pharmaindustrie bis hin zur Marktreife entwickelt werden.