Flüssigdruck mit 3D-Druckern ermöglicht die Herstellung künstlicher Organe


3D-gedruckte Gewebe und Organe könnten die Transplantation, die Arzneimittelherstellung und die Labormodelle revolutionieren. Die Nachbildung komplexer Körperteile wie des Verdauungssystems, der Bronchien und kleiner Blutgefäße stellt eine große Herausforderung dar. Denn diese Gefäßgewebe lassen sich mit konventionellem 3D-Druck nur schwer schichtweise herstellen, ohne dass „Gerüste“ entstehen, die sich nur schwer entfernen lassen.
Eine mögliche Lösung besteht darin, diese Stützstrukturen durch eine Flüssigkeit zu ersetzen. Das flüssige Design kann in eine speziell entwickelte Flüssigkeitsmatrix gespritzt werden, bevor die „Tinte“ eingespritzt wird. detail mikroskopu se vzorkem.jpgSobald der Prozess abgeschlossen ist, wird die Matrix abgelassen. Bisherige Versuche, solche Strukturen auf Wasserbasis zu schaffen, sind jedoch immer gescheitert, weil die Oberfläche schrumpft und dann zu einer formlosen Masse zusammenfällt.
Chinesische Wissenschaftler haben hydrophile Polymere mit einer Affinität für Wasser ausgewählt. Aufgrund der Anziehungskraft von Wasserstoffbrückenbindungen bilden sie stabile Filme. Den Wissenschaftlern zufolge können verschiedene Kombinationen von Polymeren verwendet werden, je nach Situation und den Eigenschaften, die das künstliche Gewebe erfüllen muss. In ihren Experimenten verwendeten sie eine Matrix aus Polyethylenoxid und eine Tinte, die aus langen Kohlenhydratmolekülen, den Dextranen, besteht. Sie injizierten die Tinte in die Matrix mit einer Injektionsdüse, die sich durch die Flüssigkeit bewegen und sogar bereits gezeichnete Linien aussaugen und überschreiben konnte. Die so entstandene flüssige Struktur konnte ihre Form 10 Tage lang beibehalten, bis sie zu verschmelzen begann. [Die Forscher nutzten die neue Methode, um eine Vielzahl komplexer Formen zu drucken, darunter trichterförmige Spiralen, einfache und doppelte Helices, dreifache Blätter und sogar fischartige Formen. Nach Abschluss des Druckvorgangs wurde dem Tintenanteil der Struktur Polyvinylalkohol zugesetzt, um die Form zu stabilisieren.zkumavka s růžovou tekutinou.jpg
Wir hoffen, dass dieses Verfahren so bald wie möglich abgeschlossen und in die Praxis umgesetzt werden kann. Nach langer Zeit ist dies eine vielversprechende Technologie, in die viele Experten große Hoffnungen setzen: Der 3D-Druck hat das Potenzial, eine Vielzahl von Branchen zu verändern und zu verbessern, vom bereits erwähnten medizinischen Sektor über das Bauwesen und den Maschinenbau bis hin zur Automobil- und Elektronikfertigung.