{"id":54739,"date":"2024-03-25T15:00:37","date_gmt":"2024-03-25T14:00:37","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=54739"},"modified":"2024-03-22T14:20:35","modified_gmt":"2024-03-22T13:20:35","slug":"erstes-hochaufloesendes-3d-gedrucktes-gehirn-phantom-250320241","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/erstes-hochaufloesendes-3d-gedrucktes-gehirn-phantom-250320241\/","title":{"rendered":"Weltweit erstes hochaufl\u00f6sendes 3D-gedrucktes Gehirn-Phantom: Wiener Forschern gelingt Durchbruch"},"content":{"rendered":"

Wir begegnem dem 3D-Druck<\/a> immer h\u00e4ufiger im medizinischen Bereich bei der Herstellung von Organen. So haben wir bereits \u00fcber einige faszinierende Projekte in der Entwicklung und Erforschung von Gehirnen mit Hilfe des 3D-Drucks berichtet, wie etwa von Forschern der Universit\u00e4t von Wisconsin-Madison, die das erste funktionsf\u00e4hige menschliche Hirngewebe aus dem 3D-Drucker<\/a> hergestellt haben. Oder aber von Forschern der Uni Berlin, welche bereits vor einigen Jahren ein funktionsf\u00e4higes M\u00e4usegehirn 3D-gedruckt<\/a> haben. Auch zur Nachbildung der Blutgef\u00e4\u00dfe im Gehirn<\/a> wurde an der Universit\u00e4t in Florida bereits die additive Fertigung angewendet. Nun \u00fcberrascht ein neuer Anwendungsfall des 3D-Drucks. Wiener Forscher haben das nach eigenen Angaben weltweit erste hochaufl\u00f6sende 3D-gedruckte Gehirn-Phantom entwickelt, welches gro\u00dfes Potential birgt, insbesondere f\u00fcr die weitere Erforschung von neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson und multiple Sklerose aber auch f\u00fcr die Planung von Operationen.<\/p>\n

Der Durchbruch gelang im Rahmen einer Zusammenarbeit der Medizinischen Universit\u00e4t Wien mit der TU Wien. Ihre Ergebnisse ver\u00f6ffentlichten die Forscher in einer Studie in der Fachzeitschrift „Advanced Materials Technologies“. Das Modell des Gehirns aus dem 3D-Drucker, das die Wissenschaftler auch „Gehirn-Phantom“ nennen, \u00e4hnelt einem echten Gehirn optisch wohl kaum, da es die Form eines W\u00fcrfels besitzt und deutlich kleiner ist. Im Inneren birgt das Modell jedoch winzige mit Wasser bef\u00fcllte Mikrokan\u00e4le, die Hirnnerven imitiieren und nur ein F\u00fcnftel der Gr\u00f6\u00dfe eines menschlichen Haars haben. Das Modell dient dem Zweck, den Aufbau von Gehirnnervenfasern nachzuahmen und mit der diffusionsgewichteten Magnetresonanztomografie (dMRT), einer speziellen Form der MRT, darzustellen. Die MRT findet insbesondere bei der Untersuchung des Aufbaus und der Funktion des Gehirns Anwendung, wobei mit Hilfe der dMRT sogar die Richtung der Nervenfasern im Gehirn identifizierbar ist. Das 3D-gedruckte Gehirn-Phantom soll nun dabei helfen, das dMRT-Verfahren zu optimieren und Analyse- sowie Auswertungsmethoden auszuprobieren. An einigen Stellen im Gehirn ist die Richtung der Nervenfasern n\u00e4mlich bislang sehr schwer festzustellen, da sich an Kreuzungspunkten von Nervenfaserb\u00fcndeln Nervenfasern mit verschiedenen Richtungen \u00fcberlagern.<\/p>\n

\"Gehirn-Phantom\"

Bild: Medizinische Universit\u00e4t Wien<\/p><\/div>\n

Gehirn-Phantom mittels 3D-Druck<\/h3>\n

Der 3D-Druck birgt f\u00fcr die Herstellung des Gehrinmodells viele Vorteile, denn mit ihm lassen sich auf flexible Weise komplexe und vielf\u00e4ltige Designs erzeugen, die immer wieder neue Designiterationen zur Anpassung und Ver\u00e4nderung durchlaufen k\u00f6nnen. 3D-gedruckte Gehirn-Phantome sind demnach ebenfalls in der Lage, die komplexen sich \u00fcberlappenden Nervenfasern im Gehirn darzustellen. Das Modell wird ebenso wie ein echtes Gehirn von der dMRT untersucht und die Daten analysiert. Das Modell bietet hierbei den Vorteil, dass die gedruckte Struktur bekannt ist und Ergebnisse der dMRT-Analyse dadurch nachgepr\u00fcft werden k\u00f6nnen, wie die Studie zeigte. Dank 3D-gedruckter Gehirn-Phantome mit ihrer realistischen Imitation der Struktur der Nervenfasern<\/a> kann folglich die Analysesoftware der dMRT verbessert werden.<\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

F\u00fcr den 3D-Druck der Strukturen der Nervenfasern nutzten die Forscher die Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP)<\/a>, welche f\u00fcr gew\u00f6hnlich f\u00fcr die additive Fertigung von Mikrostrukturen im Nano- und Mikrometerbereich verwendet wird. Die Forscher skalierten das 2PP-Verfahren also hoch, um f\u00fcr die dMRT geeignete Gehirn-Phantome mit hochaufgel\u00f6sten Details zu erhalten. Einer der Erstautoren der Studie vom Zentrum f\u00fcr Medizinische Physik und Biomedizinische Technik an der MedUni Wien, Michael Woletz, \u00e4u\u00dferte sich mit den folgenden Worten zur der Entwicklung des Gehirn-Phantoms: „[…] Mittels des neu entwickelten Gehirn-Phantoms k\u00f6nnen wir die Analysesoftware viel genauer justieren, damit die Qualit\u00e4t der gemessenen Daten verbessern und die Nervenarchitektur des Gehirns genauer rekonstruieren.\u201c\u00a0<\/span><\/i>F\u00fcr die Forscher gilt es jedoch noch H\u00fcrden bez\u00fcglich der Skalierung der Methode zu \u00fcberwinden, so die zweite Erstautorin der Studie der Forschungsgruppe 3D Printing and Biofabrication der TU Wien, Franziska Chalupa-Gantner:\u00a0<\/span><\/i><\/p>\n

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Die hohe Ausl\u00f6sung der zwei-Photon-Polymerisation erm\u00f6glicht den Druck von Details im Mikro- und Nanometerbereich und eignet sich daher sehr gut um Hirnnerven abzubilden. Gleichzeitig dauert es mit dieser Technik aber entsprechend lange, einen mehrere Kubikzentimeter gro\u00dfen W\u00fcrfel zu drucken. Daher zielen wir nicht nur darauf ab, noch komplexere Designs zu entwickeln.“<\/p>\n<\/blockquote>\n

F\u00fcr weitere Informationen gelangen Sie HIER<\/a> zur Publikation der Wissenschaftler und HIER<\/a> zur Meldung der Medizinischen Universit\u00e4t Wien.<\/p>\n

Was halten Sie von der Entwicklung des Gehirn-Phantoms zur Verbesserung der dMRT? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\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

*Titelbildnachweis: MT Portal<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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