{"id":46152,"date":"2023-03-28T14:00:43","date_gmt":"2023-03-28T12:00:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=46152"},"modified":"2023-03-28T11:29:41","modified_gmt":"2023-03-28T09:29:41","slug":"blutgefaesse-3d-silikondruck-2803202331","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/blutgefaesse-3d-silikondruck-2803202331\/","title":{"rendered":"Nachbildung der Blutgef\u00e4\u00dfe im Gehirn durch 3D-Silikondruck"},"content":{"rendered":"

An der Universit\u00e4t von Florida versucht ein Forscherteam, mit Hilfe des 3D-Drucks von Silikon<\/a> pr\u00e4zise Blutgef\u00e4\u00dfe im Gehirn nachzubilden. Dazu haben sie ein Verfahren namens AMULIT (Additive Manufacturing at Ultra Low Interfacial Tension) entwickelt: Bei diesem Ansatz wird Silikon direkt in ein Materialbad gedruckt. Letzteres dient als Druckmedium und besteht in diesem Fall aus einer Emulsion von Mikrotr\u00f6pfchen aus Wasser in Silikon\u00f6l. Mit dieser Methode k\u00f6nnen die Forscher nach eigenen Angaben Modelle von nur vier Mikrometern entwerfen und damit die Blutgef\u00e4\u00dfe im Gehirn sehr genau nachbilden.<\/p>\n

Silikon hat besonders interessante Eigenschaften wie Biokompatibilit\u00e4t, Hitze-, Chemikalien- und Feuchtigkeitsbest\u00e4ndigkeit. Beim 3D-Druck stellt es jedoch einige Herausforderungen dar: Es ist ein flexibles Material, das im Gegensatz zu den in FDM\/FFF<\/a> verwendeten Filamenten nicht wieder verfestigt werden kann, sobald es geschmolzen ist. Daher wird Silikon in der Regel in fl\u00fcssigem Zustand gedruckt, bevor es unumkehrbar ausgeh\u00e4rtet wird. Die Schwierigkeit liegt auch in der Komplexit\u00e4t der herstellbaren Formen: Wie k\u00f6nnen wir sicher sein, dass die Struktur nicht zusammenbricht?<\/p>\n

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Die Forschernutzen das Prinzip der Grenzfl\u00e4chenspannung (Bild: Brighton Science)<\/p><\/div>\n

Ein innovatives 3D-Druckverfahren f\u00fcr Silikon zur Nachbildung von Blutgef\u00e4\u00dfen im Gehirn<\/h3>\n

Um diese Herausforderungen zu \u00fcberwinden, haben die Forscher das folgende Baddruckverfahren entwickelt. Die Idee ist, aufeinanderfolgende Materialschichten aufzutragen, indem man sie mit einem Silikon\u00f6l umgibt, das als Tr\u00e4germaterial dient. Das Team erkl\u00e4rte, weshalb Silikon als Tr\u00e4germaterial gew\u00e4hlt wird? : „Wir beschlossen, das Problem der Grenzfl\u00e4chenspannung durch die Entwicklung eines Tr\u00e4germaterials aus Silikon\u00f6l zu l\u00f6sen. Wir gingen davon aus, dass die meisten Silikontinten unserem Silikontr\u00e4germaterial chemisch \u00e4hnlich sind, wodurch die Grenzfl\u00e4chenspannung drastisch reduziert wird, aber auch unterschiedlich genug, um bei der Zusammenstellung f\u00fcr den 3D-Druck getrennt zu bleiben. Mit unserem AMULIT-Tr\u00e4germaterial waren wir in der Lage, handels\u00fcbliches Silikon mit hoher Aufl\u00f6sung zu drucken und Strukturen mit einem Durchmesser von nur 8 Mikrometern (etwa 0,0003 Zoll) zu erzeugen. Die gedruckten Strukturen sind genauso dehnbar und haltbar wie ihre traditionell geformten Gegenst\u00fccke“<\/em>. Die Grenzfl\u00e4chenspannung ist die Kraft, die erforderlich ist, um die Oberfl\u00e4che zwischen zwei nicht mischbaren Fl\u00fcssigkeiten zu durchbrechen.<\/p>

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Die meisten auf dem Markt erh\u00e4ltlichen Tr\u00e4germaterialien basieren auf Wasser. Da Silikon jedoch ein \u00d6l ist, kommt es beim Kontakt der beiden Materialien zu Verformungen, da sie nicht mischbar sind und daher eine hohe Grenzfl\u00e4chenspannung ben\u00f6tigen. Es bilden sich kleine \u00d6ltropfen im Wasser, die sich auf die 3D-gedruckte Struktur auswirken. Aus diesem Grund hat das Team ein Silikon\u00f6lbad entwickelt. Das Team f\u00fcgte hinzu: „Wir haben eine Reihe an m\u00f6glichen Tr\u00e4germaterialien entwickelt, aber wir fanden, dass der beste Ansatz darin bestand, eine dichte Emulsion aus Silikon\u00f6l und Wasser herzustellen. Man kann sich das wie eine kristallklare Mayonnaise vorstellen, die aus verpackten Mikrotr\u00f6pfchen aus Wasser in einem Kontinuum aus Silikon\u00f6l besteht. Wir nennen diese Methode additive Fertigung bei ultraniedriger Grenzfl\u00e4chenspannung oder AMULIT“<\/em>.<\/p>\n

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\"3D-gedruckte

Links das Materialbad, in dem das Silikon Schicht f\u00fcr Schicht aufgetragen wird, wie auf dem Foto rechts zu sehen (Bild: Senthilkumar Duraivel\/Angelini Lab, CC BY-ND)<\/p><\/div>\n

Die ersten Tests der Forscher betreffen Blutgef\u00e4\u00dfe im menschlichen Gehirn, die es Neurochirurgen erm\u00f6glichen w\u00fcrden, vor einer Operation zu trainieren, von viel realistischeren Simulationen zu profitieren oder einfach die Anatomie eines Patienten besser zu verstehen. Sie k\u00f6nnten auf physische Modelle zugreifen und diese ma\u00dfgeschneiderten Blutgef\u00e4\u00dfe anfassen, die anhand eines 3D-Scans des Patienten hergestellt wurden. Wir werden Sie \u00fcber die n\u00e4chsten Entwicklungen dieses Forscherteams auf dem Laufenden halten. In der Zwischenzeit k\u00f6nnen Sie die gesamte Studie HIER<\/a> finden.<\/p>\n

Wie finden Sie 3D-gedruckte Blutgef\u00e4\u00dfe aus Silikon? Lassen Sie uns gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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