{"id":37951,"date":"2022-06-07T18:00:19","date_gmt":"2022-06-07T16:00:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=37951"},"modified":"2022-06-08T13:01:31","modified_gmt":"2022-06-08T11:01:31","slug":"schallwellen-3d-druck-implantate-direkt-im-koerper-drucken-070620221","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/schallwellen-3d-druck-implantate-direkt-im-koerper-drucken-070620221\/","title":{"rendered":"Schallwellen 3D-Druck erm\u00f6glicht er\u00f6ffnet neue M\u00f6glichkeiten in der Medizin"},"content":{"rendered":"

Forscher der Universit\u00e4t Concordia<\/a> entwickelten eine neue Plattformtechnologie, welche Ultraschallwellen verwendet, um komplexe und pr\u00e4zise Objekte zu erstellen. Den Forschern ist es gelungen, mithilfe von Schall Fl\u00fcssigkeit in Kunststoff zu verfestigen. Dieser Schallwellen 3D-Druck<\/a> k\u00f6nnte es also in Zukunft erm\u00f6glichen, Implantate direkt im K\u00f6rper anzufertigen.<\/p>\n

Bei diesem Ansatz der additiven Fertigung<\/a>, welcher Direct Sound Printing (DSP) genannt wird, werden ultrahochfrequente Schallwellen nur eine Billionstel Sekunde auf einem Punkt aus fl\u00fcssigem harz konzentriert. Diese kurze aber kraftvolle Konzentration verursacht die Bildung einer winzigen Blase, welche wiederum genug Energie hat, um eine chemische Reaktion auszul\u00f6sen, welche da Harz verfestigt. Die meisten derzeit eingesetzten 3D-Druckverfahren basieren entweder auf Photo- (Licht-) oder Thermo- (Hitze-) aktivierten Reaktionen, welche dann eine pr\u00e4zise Manipulation von Polymeren erreichen. Diese neu entwickelte Schallwellen 3D-Druck Methode k\u00f6nnte daher eine dritte Option zur Herstellung neuer Objekte bieten. Professor Muthukumaran Packirisamy, der korrespondierende Autor des Forschungsberichtes,\u00a0\u00e4u\u00dferte sich folgenderma\u00dfen zum Schallwellen 3D-Druck:<\/p>\n

\u201eUltraschallfrequenzen werden bereits in destruktiven Verfahren wie der Laserablation von Gewebe und Tumoren eingesetzt.\u00a0Wir wollten sie nutzen, um etwas zu erschaffen\u201c<\/p><\/blockquote>\n

Was ist Schallwellen 3D-Druck?<\/h3>\n

DSP beruht auf chemischen Reaktionen, welche durch Druckschwankungen in winzigen Blasen entstehen, die in einer fl\u00fcssigen Polymerl\u00f6sung schweben. Die Forscher fanden heraus, dass sie, wenn sie eine bestimmte Art von Ultraschall mit einer bestimmten Frequenz und Leistung verwenden, sehr lokale, sehr fokussierte chemisch reaktive Regionen erzeugen k\u00f6nnen. Die Reaktionen, welche durch Ultraschallwellen-gesteuerte Schwingungen in den mikrogro\u00dfen Bl\u00e4schen verursacht werden, sind intensiv, obwohl sie nur Pikosekunden dauern. Dort erreichen die Temperaturen einen Druck, der etwa das 1.000-fache des Luftdrucks auf Meeresh\u00f6he und etwa 15000 Grad Celsius betr\u00e4gt. Die Reaktionszeit ist dabei so kurz, dass das umliegende Material durch die so verursachten hohen Temperaturen nicht beeintr\u00e4chtigt wird.<\/p>

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Die Forscher der Universit\u00e4t Concordia experimentierten\u00a0mit einem Polymer namens Polydimethylsiloxan (PDMS), welches bereits in der additiven Fertigung verwendet wird. Mithilfe eines Wandlers wurde ein Ultraschallfeld erzeugt, welches den K\u00f6rper\u00a0 durchdringt und so gezielt fl\u00fcssiges Harz verfestigen und so auf einer Plattfom oder einem anderen zuvor verfestigten Objekt ablagert. Der Wandler bewegt sich entlang eines zuvor festgelegten Weges und erzeugt so\u00a0Pixel f\u00fcr Pixel das gew\u00fcnschte Objekt.<\/p>\n

Schallwellen 3D-Druck k\u00f6nnte neue, zuvor ungeahnte M\u00f6glichkeiten in der additiven Fertigung bieten. Schall kann in feste K\u00f6rper oder Ger\u00e4te eindringen, was die M\u00f6glichkeit bietet, Implantate direkt im K\u00f6rper herzustellen, anstatt au\u00dferhalb hergestellte Implantate chirurgisch einzusetzen. So sagt Forscher Mohsen Habib, dass\u00a0DSP die M\u00f6glichkeit des nichtinvasiven Druckens tief im Inneren des K\u00f6rpers einf\u00fchre.<\/p>\n

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Grafische Darstellung des Verfahrens (Bild: Nature Communications)<\/p><\/div>\n

Vielseitige Anwendungsbereiche<\/h3>\n

Die Vielseitigkeit dieses Schallwellen 3D-Druck Verfahrens k\u00f6nnte Branchen zugute kommen, die auf hochspezifische und empfindliche Ger\u00e4te angewiesen sind. So k\u00f6nnte DSP etwa in der Luft- und Raumfahrttechnik und -reparatur eingesetzt werden, da Ultraschallwellen undurchsichtige Oberfl\u00e4chen wie Metallh\u00fcllen durchdringen. Dies k\u00f6nnte es Wartungsteams erm\u00f6glichen, Teile zu warten, die sich tief im Rumpf eines Flugzeugs befinden und auf anderen Wegen schwer zu erreichen sind. DSP k\u00f6nnte auch in der medizinische Anwendung finden und f\u00fcr das Drucken von Implantaten oder \u00e4hnlichem im K\u00f6rper von Menschen und anderen Tieren eingesetzt werden. Im folgenden Video erfahren Sie mehr zu dem Thema.<\/p>\n