Kühlbarer 3D-gedruckter Behälter könnte helfen die Ausbreitung von Moskitos zu verhindern

Wissen Sie, welches das gefährlichste Tier auf unserem Planeten ist? Entgegen der Erwartungshaltung sind es nicht Löwen, Nilpferde, Haie oder andere Raubtiere. Vielmehr ist es die gemeine Stechmücke. Im Durchschnitt töten Moskitos jedes Jahr etwa 750 000 Menschen aufgrund der von ihnen übertragenen Krankheiten. Deshalb ist ihre Bekämpfung weltweit zu einer Priorität geworden, aber viele Lösungen sind auch giftig. Forscher behaupten nun, einen kühlbaren 3D-gedruckten Behälter entwickelt zu haben, der Aedes aegypti-Mücken massenhaft sterilisieren kann, wodurch ihre Verbreitung und damit der Schaden, den sie anrichten können, erheblich reduziert wird – und das auf eine nachhaltigere Weise.

Aedes aegypti, besser bekannt als Gelbfiebermücke, ist bekannt für die Verbreitung von Dengue-Fieber, Zika und Gelbfieber sowie anderer schwerer Krankheiten. Obwohl sie ursprünglich aus Afrika stammt, ist sie heute weltweit in tropischen, subtropischen und gemäßigten Regionen anzutreffen, was ihr Verbreitungsgebiet und ihre Fähigkeit, Verwüstungen anzurichten, erheblich vergrößert. So schätzt die CDC, dass Aedes aegypti in den Vereinigten Staaten im größten Teil des Südens des Landes bis nach New Jersey und bis nach Kalifornien leben und sich dort vermehren kann. In Europa hat das Europäische Zentrum für die Prävention und die Kontrolle von Krankheiten Bulletins herausgegeben, in denen vor der Ausbreitung der Mücke nach Norden und Westen gewarnt wird, da die Sommer länger und wärmer werden und es immer häufiger zu Überschwemmungen kommt. Dies gibt Anlass zu ernster Besorgnis, da die verbreiteten Krankheiten nicht leicht zu bekämpfen sind. Andrea Ammon, Direktorin des ECDC, erklärte weiter:

Das Verbreitungsgebiet der Gelbfiebermücke (Bild: Samson Leta, Tariku Jibat Beyene, Eva M. De Clercq, Kebede Amenu, Moritz U.G. Kraemer, Crawford W. Revie, International Journal of Infectious Diseases)

In den letzten Jahren haben wir eine geografische Ausbreitung invasiver Mückenarten in zuvor nicht betroffene Gebiete in der EU/im EWR beobachtet. Wenn sich dies fortsetzt, müssen wir mit mehr Fällen und möglicherweise Todesfällen durch Krankheiten wie Dengue-, Chikungunya- und Zika-Viren und unter bestimmten Umständen* auch durch das West-Nil-Virus rechnen. Die Bemühungen müssen sich darauf konzentrieren, die Mückenpopulationen zu kontrollieren, die Überwachung zu verbessern und persönliche Schutzmaßnahmen durchzusetzen.“

Und genau diese Bemühungen stehen im Mittelpunkt dieser Studie, die vom Insect Pest Control Laboratory im Joint FAO/IAEA Centre of Nuclear Techniques in Food and Agriculture in Wien, Österreich, durchgeführt wurde. Durch die Herstellung eines kühlbaren 3D-gedruckten Behälters haben die Forscher gezeigt, dass es möglich ist, etwa 100.000 erwachsene Moskitos zu kompaktieren, zu immobilisieren und zu halten und sie dann zu sterilisieren. Diese Massensterilisation durch Strahlung hat sich als sichere und umweltfreundliche Methode zur Unterdrückung und Ausrottung großer Insektenpopulationen wie der sich schnell ausbreitenden Aedes aegypti erwiesen .

Herstellung des 3D-gedruckten Kanisters

Aber wie wurde dieser Kanister hergestellt? Der 3D-gedruckte runde Behälter besteht aus zwei sich überlappenden Fächern, die in einen äußeren Kältering eingesetzt werden und eine anhaltende Kühlung durch den Behälter gewährleisten. Die erwachsenen Aedes-Männchen, die durch die Kälte immobilisiert wurden (so dass sie nicht entkommen konnten), wurden anschließend einer Bestrahlungsbehandlung unterzogen, wobei der Kältering die Überlebensrate der Mücken stark erhöhte. Die Ergebnisse zeigten, dass die Fruchtbarkeit durch die Bestrahlung reduziert wurde, und dass es durch die Kombination mit dem kühlbaren Behälter möglich sein könnte, Massenbestrahlungen in so genannten SIT-Programmen (Sterile Insektentechnik) zu erleichtern.

Für den 3D-Druck wurde PLA und ein UltiMaker S3 3D-Drucker verwendet. Bei dem Entwurf waren zusätzlich zu den beiden gestapelten Fächern vier Abschnitte erforderlich, die in einen Kunststoffring eingesetzt werden konnten. Dieser äußere Ring konnte dann mit kältekonditionierten Phasenwechselmaterial-Packungen gefüllt werden. Der 3D-Druck wurde vor allem aus Kostengründen eingesetzt. Durch den Einsatz des 3D-Drucks konnten die Kosten für die Herstellung von Prototypen und die Produktion gesenkt werden. Darüber hinaus stellen die Forscher fest, dass sich 3D-Drucker in den letzten Jahren weltweit rasant verbreitet haben und die Technologie nun viel leichter zugänglich ist. Dies ermöglicht die Ausweitung des Projekts auf Länder, in denen es benötigt wird.

Der kühlbare 3D-gedruckte Kanister (Bild: Balestrino, F., Bimbilé Somda, N.S., Samuel, M. et al)

Im Moment scheint es, dass weitere Forschung notwendig ist. Die Forscher hoffen jedoch, dass sie als Instrument zur effizienten Steuerung der Produktion, Sterilisierung und Freisetzung von Mücken eingesetzt werden könnte, um letztlich die Ausbreitung von Krankheiten wie Gelbfieber oder Dengue-Fieber zu verhindern. Mehr über die vollständige Studie in Nature erfahren Sie HIER.

Was halten Sie von diesem kühlbaren 3D-gedruckten Kanister? Lassen Sie uns gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook oder LinkedIN mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.

*Titelbildnachweis: Muhammad Mahdi Karim, GFDL 1.2