Mit einem neuen Druckverfahren wollen Forscher zukünftig verzweigte Blutgefäße bis zu einer Länge von 15 Zentimetern produzieren.
Lausanne – Es klingt ein wenig nach Science-Fiction, wenn ein Objekt scheinbar aus dem Nichts entsteht. Ein farbloses Gel und unsichtbare Laserstrahlen machen es möglich, dass innerhalb einer halben Minute ein Miniatur-Boot entsteht. Dahinter steckt ein 3D-Druckverfahren, das Forscher um Paul Delrot von der ETH Lausanne (EPFL) nun weiterentwickelt haben und zukünftig auch in der Medizin eingesetzt werden könnte.
Bisherige 3D-Druckverfahren bauen Objekte meist Schicht für Schicht auf. Nicht so das neu entwickelte Verfahren, das im Fachblatt "Nature Communications" beschrieben wurde. Mithilfe von exakt berechneten Laserstrahlen bringen sie das Gel in einem Behälter in der gewünschten Form zum Aushärten. Das Objekt entsteht dabei als Ganzes, schwimmend in der Flüssigkeit, anstatt Schicht für Schicht. Von Vorteil sei das insbesondere für weiche Objekte, die beim "Schicht-für-Schicht"-Ansatz leicht zerfallen, erklärt Damien Loterie von der EPFL.
Potenzial sehen er und seine Kollegen insbesondere für die Medizin. Beispielsweise druckten die Forscher mit diesem Ansatz Gerüststrukturen für Arterien, die anschließend mit Zellen besiedelt werden können. Ein zusätzlicher Vorteil sei, dass sich solche Strukturen in abgeschlossenen Gefäßen und somit unter sterilen Bedingungen drucken lassen.
Höhere Präzision
Um ein Objekt zu drucken, berechnen die Forschenden mithilfe von Algorithmen die genaue Ausrichtung und Dosis der Laserstrahlen, um die 3D-Druck-Flüssigkeit – ein Biogel oder Flüssigkunststoff – in der gewünschten Form auszuhärten. Auf diese Weise gelingen bisher Objekte bis zu einer Größe von zwei Zentimetern, von verzweigten Blutgefäßen über Mini-Boote bis hin zu einem winzigen Notre-Dame.
Die filigranen Details können die Forscher mit einer Präzision von 80 Mikrometern erzeugen, also etwa dem Durchmesser eines menschlichen Haars. 3D-Druckverfahren, die auf einem ähnlichen Ansatz beruhen, erreichten bisher nur eine Auflösung von 300 Mikrometern. Durch Weiterentwicklung der Methode wollen die Forscher auch größere Objekte bis zu 15 Zentimetern herstellen. (APA, 17.2.2020)