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MetShape druckt Virenmodell im 250000:1 Maßstab

Am 1. Februar 2022 von Regina P. veröffentlicht
MetShape

Es gibt wohl kaum noch Branchen, in denen die additive Fertigung nicht zumindest in einem Teilbereich zur Anwendung kommt. Insbesondere in der Medizin hat sich der 3D-Druck als Fertigungsmethode bewiesen und sowohl für Patienten als auch für Ärzte hilfreiche Applikationen auf den Weg gebracht. Ob 3D-gedruckte Prothesen, Implantate oder biologisches Zellgewebe: die Technologie konnte den Gesundheitsbereich bereits in vielerlei Hinsicht innovieren. Auch MetShape, 3D-Druckdienstleister für Klein- und Mikro-Metallbauteile, hat nun ein hochpräzises Virenmodell gedruckt, das mit anderen Metall-AM-Verfahren nicht umsetzbar gewesen wäre. Das Modell wurde von CIC nanoGUNE in Auftrag gegeben, um die Ausbreitung von Viren und deren Übertragungsmechanismen zu erforschen. 

Wie hilft der 3D-Druck dabei Viren den Kampf anzusagen?

Das CIC nanoGUNE, ein neues Forschungszentrum im spanischen Baskenland widmet sich in einer Forschungsarbeit unter anderem genau dieser Frage. NanoGUNE wird vom Ministerium für Industrie, Handel und Tourismus der baskischen Regierung gefördert und soll die Zusammenarbeit mit anderen Forschungslaboren aber auch mit der Industrie stärken. Um Übertragungsmechanismen von Viren, wie zum Beispiel SARS-CoV-2 oder Influenza, zu verstehen, nutzt CIC nanoGUNE Wasser/Virusmodelle im Zentimetermaßstab für Be- und  Entnetzungsstudien. Viren können mittels Aerosolen (festen oder flüssigen Schwebeteilchen in der Luft) übertragen werden. Forscher interessieren sich für detailreiche Virusmodelle im Mikromaßstab, um die Oberfläche der Viren und die Anzahl der “Spikes” zu visualisieren und deren Verhalten in der Luft zu untersuchen. Für diese Studien kommen Zentimetermodelle zum Einsatz, die Kapillaren mit weniger als 1 mm aufweisen müssen, damit die  Schwerkraft das Resultat nicht verfälscht. Da diese Präzision bei Mikroteilen mit üblichen 3D-Druckverfahren wie dem Binder Jetting oder dem SLM-Verfahren nicht erzielt werden kann, wandte sich CIC nanoGUNE schließlich an MetShape, um das Virenmodell in Relation von 250000:1 herzustellen. 

Zur Realisierung des Modells nutzte MetShape sein patentiertes LMM-Verfahren (Lithography-based Metal Manufacturing). LMM ist ein sinterbasiertes additives Verfahren zur Herstellung kleiner und kleinster Metallbauteile mit hoher Präzision. Das fertige Modell weist einen Durchmesser von 30 mm auf und konnte nanoGUNE nach erfolgreichem Druck, entbindern und sintern ohne zusätzliche Nachbearbeitungsschritte zur Verfügung gestellt werden. Das Metallmodell erzielte auf Grund seiner Präzision im Vergleich zu einem Polymermodell bessere Resultate bei der Benetzung mit Wasser. 

metshape

Im Vergleich: link ein Polymermodell, rechts das Metallmodell von MetShape

Und auch nanoGUNE ist vom Ergebnis überzeugt, wie Prof. Alexander Bittner festhält: „Dank des von MetShape gedruckten  Modells können wir nun unsere Experimente zur Be- und Entnetzung von Wasser an Viren durchführen und  damit einen neuen Meilenstein in der Erforschung von Virus-Aerosolen erreichen. Wir kommen mit den neuen  Möglichkeiten durch innovative Fertigungstechnologien unserem langfristigen Ziel möglichst viele Menschen vor  Virusinfektionen zu schützen einen großen Schritt näher.“

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