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Bei dieser Technik wird ultraschallempfindliche Tinte verwendet, um 3D-Strukturen in verschiedenen Tiefen aufzubauen, auch durch Gewebe im menschlichen K\u00f6rper hindurch.<\/p><\/div>\n
Bei der Extrusion liegt der Grund daf\u00fcr, dass sie nicht im K\u00f6rper durchgef\u00fchrt werden kann, auf der Hand: Wie w\u00fcrde man den Apparat in den K\u00f6rper einf\u00fchren? Und wenn man den K\u00f6rper ohnehin aufschneiden muss, warum nicht das Ganze gleich von au\u00dfen durchf\u00fchren? Der 3D-Druck im K\u00f6rper ist jedoch auch mit den verschiedenen Photopolymerisationsverfahren, die derzeit entwickelt werden, nicht m\u00f6glich. Und warum? Nun, ganz einfach: Licht kann nicht durch Haut und Organe dringen, da es beim Durchdringen gestreut wird.<\/p>
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<\/a><\/div>\nDas neue Verfahren namens DVAP (Deep Penetrating Acoustic Volumetric Printing) k\u00f6nnte helfen, diese Probleme zu \u00fcberwinden. Randy King, Ph.D., Programmleiter in der Abteilung f\u00fcr angewandte Wissenschaft und Technologie der NIBIB, erkl\u00e4rt: „Fokussierter Ultraschall wird seit Jahrzehnten zur Behandlung einer Vielzahl von Krankheiten eingesetzt, was seine Sicherheit und seinen Nutzen als klinisches Instrument unterstreicht. Diese potenzielle neue Anwendung, die auf jahrelangen technologischen Fortschritten aufbaut, k\u00f6nnte die Voraussetzungen f\u00fcr etwas schaffen, das bisher als unm\u00f6glich galt: 3D-Ultraschalldruck durch das Gewebe<\/em>.“<\/p>\n Wie Dr. King erw\u00e4hnte, ist fokussierter Ultraschall in der Medizin nicht neu. Das National Institute of Health definiert ihn als „eine nicht-invasive therapeutische Technik, die Ultraschallwellen auf einen bestimmten Ort richtet.<\/em>“ Er wird bereits bei der Behandlung von Lebertumoren, Geb\u00e4rmuttermyomen und sogar der Parkinson-Krankheit eingesetzt. Dies ist jedoch das erste Mal, dass er speziell f\u00fcr den medizinischen 3D-Druck eingesetzt wird.<\/p>\n Was die Funktionsweise von DVAP betrifft, so ist es mit anderen biomedizinischen 3D-Druckverfahren vergleichbar, insbesondere mit denen, die lichtempfindliche Tinten und gezieltes Licht verwenden. In diesem Fall wurde jedoch eine sonische Tinte oder Sono-Tinte entwickelt, eine Tinte, die auf Ultraschall reagiert. Die Tinte selbst besteht aus vier separaten Komponenten: einer Verbindung zur Absorption von Ultraschallwellen, einem Mikropartikel, das zur Kontrolle der Viskosit\u00e4t beitr\u00e4gt, einem Polymer, das f\u00fcr Struktur sorgt, und einem Salz, das W\u00e4rme absorbiert, um die Verfestigung auszul\u00f6sen. Im Zusammenspiel erm\u00f6glicht dies den Druck von biokompatiblen Strukturen, selbst durch das dicke, mehrschichtige Gewebe des K\u00f6rpers hindurch.<\/p>\n Ein genauerer Blick auf die Funktionsweise des DVAP-Prozesses<\/p><\/div>\n Diese Tinte kann auch f\u00fcr verschiedene Anwendungen angepasst werden, z. B. durch Zugabe von Knochenmineralpartikeln zur Heilung von Knochenschwund. Au\u00dferdem k\u00f6nnte sie je nach den Bed\u00fcrfnissen der Patienten haltbarer oder abbaubarer gemacht werden. Ein Ma\u00df an Flexibilit\u00e4t, das f\u00fcr medizinische Anwendungen von entscheidender Bedeutung ist und das sich gut mit dem von den Forschern selbst entwickelten konfokalen Ultraschalldrucker mit hoher Intensit\u00e4t kombinieren l\u00e4sst, der so angepasst wurde, dass er sowohl die Geschwindigkeit als auch die Aufl\u00f6sung verbessert.<\/p>\n Das Verfahren wurde von Y. Shrike Zhang, Associate Bioengineer am Brigham and Women’s Hospital und Associate Professor an der Harvard Medical School, und Junjie Yao, Associate Professor f\u00fcr Biomedizintechnik in Duke, entwickelt. Zur Funktionsweise erkl\u00e4rt Yao: „DVAP beruht auf dem sonothermischen Effekt, der auftritt, wenn Schallwellen absorbiert werden und die Temperatur erh\u00f6hen, um unsere Tinte zu h\u00e4rten. Ultraschallwellen k\u00f6nnen mehr als 100-mal tiefer als Licht eindringen und sind dennoch r\u00e4umlich begrenzt, so dass wir Gewebe, Knochen und Organe mit hoher r\u00e4umlicher Pr\u00e4zision erreichen k\u00f6nnen, die mit lichtbasierten Druckverfahren nicht erreichbar waren<\/em>.“<\/p>\n Dar\u00fcber hinaus w\u00fcrde DVAP dank der Verwendung von Ultraschallwellen nicht nur den k\u00f6rpereigenen 3D-Druck erm\u00f6glichen, sondern k\u00f6nnte sogar mit biologischem Gewebe kompatibel sein. Zhang und Yao haben das Verfahren bereits bei der Herstellung von Gewebe f\u00fcr eine Schweineleber sowie bei einer Scheinoperation an einem Ziegenherz getestet. Auch diese Experimente haben vielversprechende Ergebnisse gezeigt, so dass ein Verfahren wie DVAP in Zukunft m\u00f6glicherweise hochinvasive chirurgische Eingriffe ersetzen kann.<\/p>\n Yao fasst zusammen: „Da wir durch Gewebe hindurch drucken k\u00f6nnen, ergeben sich viele potentielle Anwendungen in der Chirurgie und Therapie, die traditionell sehr invasive und st\u00f6rende Methoden erfordern. Diese Arbeit er\u00f6ffnet einen aufregenden neuen Weg in der Welt des 3D-Drucks, und wir freuen uns darauf, das Potential dieses Werkzeugs gemeinsam zu erforschen.<\/em>“ Weitere Informationen finden Sie in der Pressemitteilung des National Institute of Health HIER<\/a>.<\/p>\n Was halten Sie von Ultraschall 3D-Druck im K\u00f6rper? Lassen Sie uns gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0 mit. 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