Wie Mikro-3D-Druck die neuronale Forschung vorantreibt

Die Produktion medizinischer Geräte stellt aufgrund ihrer geringen Größe, spezifischen Abmessungen und komplexen Funktionen eine große Herausforderung dar. Nano Dimension, ein Hersteller von 3D-Druckern für die Elektronik, hat nun in Partnerschaft mit drei führenden Forschungszentren in Kanada und Frankreich ein biomedizinisches Projekt durchgeführt, bei dem ein medizinisches Gerät mittels Mikro-3D-Druck hergestellt wurde. Dieses ist dazu bestimmt, die neuronale Aktivität von Mäusen aufzuzeichnen.

Das Ziel des Geräts ist es, neuronale Mechanismen zu untersuchen, die mit der Verarbeitung somatosensorischer Informationen in Verbindung stehen, wie beispielsweise die Schmerzempfindung, Temperaturwahrnehmung und Körperposition. Hergestellt wurde es dem Fabrica Micro 3D-Drucker, der speziell für die präzisen Anforderungen im Mikrometerbereich des 2,7mm breiten medizinischen Geräts konzipiert ist. Der Fabrica Micro 3D-Drucker ermöglicht außerdem ein 11µm große Lager für Elektroden. Er wird darüber hinaus bereits erfolgreich in der Herstellung von Kunststoffteilen für die Luft-und Raumfahrt, die Automobilindustrie, sowie die Medizin eingesetzt. Zusätzlich zu den hochpräzisen Materialien aus der eigenen Produktlinie ermöglicht er auch den Mikro-3D-Druck mit externen Harzen.

Bei dem Material wurde sich für das biokompatible Fabrica Medical M-810 entschieden, das speziell für Implantationszwecke entwickelt wurde und ungiftig ist. (Bild: Nano Dimension)

Das Herstellen des Geräts mithilfe einer Mikro-3D-Drucktechnologie bringt vielseitige Vorteile mit sich. Unter anderem konnte das Gerät innerhalb einer Woche produziert werden, während dies mit herkömmlichen Fertigungsverfahren mehrere Monate gedauert hätte. Laut Louison Brochoire der Universität Bordeaux überwindet die additive Fertigung zahlreiche Einschränkungen. Er erklärt: „Die hohe Präzision und Auflösung der Mikro-3D-Drucktechnologie von Nano Dimension, gepaart mit der Verwendung von biokompatiblem Material, haben es uns ermöglicht, ein neues Werkzeug zu schaffen, das für das Erreichen unseres Hauptziels von entscheidender Bedeutung ist.“

Das Projekt stellte jedoch auch Herausforderungen dar, da bisher nur wenige Studien bekannt sind, bei denen Tiere während der Untersuchung wach sind. Aufgrund der Bewegungen der Mäuse war es schwierig, spezifische Punkte an den Wirbeln zu erreichen. Deshalb war der Einsatz der Mikro-3D-Drucktechnologie erforderlich, um ein Gerät herzustellen, welches es dem Tier ermöglicht, sich zu bewegen und gleichzeitig die in winzige Löcher eingeführten Elektroden stabilisiert. Der Drucker konnte  präzise Teile mit engen Toleranzen, einer Pixelgröße von 4 µm und einer Schichthöhe von 1 und 10 µm herstellen. Dies war entscheidend für die Herstellung des winzigen Geräts.

„Die Fähigkeit, so präzise und winzige Löcher in der Spange zu erzeugen, war entscheidend“, fügte Brochoire hinzu. „Dieses Designmerkmal half dabei, Artefakte zu minimieren, die durch die Atmung und Bewegungen des Tieres verursacht wurden, da diese unser elektrisches Signal stören und die Analyse der Ergebnisse erschweren würden.“ Mit seiner präzisen Produktion stellt dieses Projekt einen bedeutenden Schritt in der Erforschung neuronaler Mechanismen und Herstellung medizinischer Geräte dar. Es wird erwartet, dass solche Fortschritte zukünftig weitere Anwendungen in der medizinischen Forschung ermöglichen. HIER erfahren Sie mehr über das Unternehmen.

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*Titelbildnachweis: Nano Dimensions, Beschreibungstext: 3D-gedruckte Teile des medizinischen Geräts