Max-Planck-Forscher entwickeln neue 3D-Druck Technologie mit Ultraschall
Die additive Fertigung findet in jeglichen Bereichen ihre Anwendung. Besonders interessant und vielversprechend ist jedoch das Bioprinting: bei dieser Methode werden zelluläre Strukturen aus einer Biotinte hergestellt. Dies ermöglicht wiederum die Produktion von Haut, Gewebe und Organen. Zu Letzterem haben wir Ihnen vor Kurzem in einem Artikel die spannendsten Projekte zusammen gestellt. Des Weiteren ist zu erwähnen, dass der Marktwert von Bioprinting bis 2030 auf ungefähr 5,3 Billionen US-Dollar steigen wird. Im Vergleich wurde der Wert für das Jahr 2022 auf 1,3 Billionen geschätzt. Laut einer Studie von Research and Markets ist die Expansion unter anderem auf die steigende Anzahl an chronische Krankheiten zurückzuführen.
Laut der Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung warten etwa 9200 Menschen in Deutschland jährlich auf eine Organspende, doch im Jahr 2020 konnten landesweit lediglich 913 Organspender festgestellt werden. Die Nachfrage überwiegt demnach dem Angebot, weshalb jetzt dringend neue Lösungsanwendungen für das Problem entwickelt werden müssen. Nun könnten wir im Biodruck einen Schritt weiter sein. Forscher des Max-Planck-Instituts für medizinische Forschung haben eine neue Methode entwickelt, bei der Ultraschall für den 3D-Druck genutzt wird. Die Technologie könnte in der Biomedizin von großem Nutze sein.
Das Projekt begann, als die Forscher zunächst die Erzeugung von Ultraschall durch 3D-gedruckte Platten untersuchten. Gezeigt wurde, wie diese verwendeten Schallfelder Formen in 2D aus Substanzen erzeugen können. Den nächsten Meilenstein stellt nun die neueste Studie dar. Sich im Wasser freibewegliche Teile und Zellen werden in den Schallfeldern werden gefasst und in 3D Muster zusammengeführt. Eine Reihe von Materialien können bei dieser Technologie verwendet werden. Mit inbegriffen sind neben Glas- und Hydroperlen auch biologische Zellen.
Kai Melde, Postdoc der Forschungsgruppe erklärte: „Mit zielgerichtetem und geformten Ultraschall konnten wir kleinste Partikel in einem einzigen Schritt zu einem dreidimensionalen Objekt zusammenfügen“. Sein Kollege Peer Fischer, Professor and der Universität Heidelberg fügte hinzu: „Das kann für das sogenannte Bioprinting sehr nützlich sein. Die dort verwendeten Zellen sind besonders empfindlich gegenüber Umwelteinflüssen und Ultraschall ist eine sanfte Methode“. Für die Forscher stellt ihre Studie einen wichtigen Beitrag in der Biomedizin dar. Mit Ultraschall können Zellen vorsichtig und gleichzeitig tiefgründig bearbeitet werden, ohne dass die Zelle Schaden nimmt. Mehr zu dem Projekt erfahren Sie HIER.
Durch Ultraschall werden Teilchen zu einem 3D-Modell geformt (Bild: Max-Planck-Institut)
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*Titelbildnachweis: Cosmowaves
Das Bioprinting ist ein faszinierendes Feld mit unzähligen Anwendungsmöglichkeiten. Gerade in Bezug auf den Mangel an Organspenden könnte es in Zukunft eine Lösung bieten. Die neueste Studie des Max-Planck-Instituts für medizinische Forschung ist ein vielversprechender Schritt in diese Richtung. Durch die Nutzung von Ultraschall für den 3D-Druck können kleinste Partikel zu einem dreidimensionalen Objekt zusammengefügt werden, was besonders für das Bioprinting von Nutzen sein könnte. Das Verfahren ist zudem schonender für empfindliche Zellen als andere Methoden. Meine Schwester hatte selbst einmal eine Sonographie, bei der die Ärzte dank moderner Technologie schnell und präzise eine Diagnose stellen konnten. Es ist beeindruckend zu sehen, wie fortschrittliche Technologien wie die Sonographie oder der Ultraschall in der Medizin eingesetzt werden können.