{"id":63934,"date":"2025-07-04T00:01:27","date_gmt":"2025-07-03T22:01:27","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=63934"},"modified":"2025-07-03T17:05:51","modified_gmt":"2025-07-03T15:05:51","slug":"kniegelenk-aus-3d-drucker-ut-austin-040720251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/kniegelenk-aus-3d-drucker-ut-austin-040720251\/","title":{"rendered":"Ein funktionales Kniegelenk aus dem 3D-Drucker dank neuer Forschungserkenntnisse der UT Austin"},"content":{"rendered":"

Vor kurzer Zeit ver\u00f6ffentlichte die University of Texas in Austin eine spektakul\u00e4re Neuerung im Bereich des 3D\u2011Drucks<\/a>, die das Potenzial besitzt, die n\u00e4chste Generation von medizinischen Ger\u00e4ten und flexibler Elektronik zu revolutionieren. Forschende der Universit\u00e4t, mit Finanzierung durch das US Verteidigungsministerium, der National Science Foundation und der Robert A. Welch Foundation, entwickelten eine innovative Methode, die \u2013 angeregt von nat\u00fcrlicher Materialkombination wie Knochen und Knorpel \u2013 eine nahtlose Integration von harten und weichen Strukturen in einem einzigen Druckobjekt erm\u00f6glicht. Hierdurch entstand ein komplett funktionales Minimodell eines Kniegelenks aus dem 3D-Drucker.<\/p>\n

Die neue 3D-Druck Methode erfolgt nicht mit herk\u00f6mmlichem Filament<\/a>, sondern mit einem speziellen Fl\u00fcssigharz, welches auf zweifache Lichtimpulse reagiert. So erzeugt Ultraviolettes Licht harte, plastik\u00e4hnliche Abschnitte im H\u00e4rtungsprozess, w\u00e4hrend violettes Licht elastische, gummiartige Bereiche erzeugt. So lassen sich in einem Bauteil \u00dcberg\u00e4nge von hart zu weich realisieren.<\/p>\n

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Das k\u00fcnstliche Kniegelenk war der erste Versuch der Forschenden, die Methode in der Praxis anzuwenden<\/p><\/div>\n

Durch chemisch vernetzte Molek\u00fcle wird vermieden, dass die Kontaktpunkte brechen oder strukturell schwach werden. Wie Zak Page, Assistenzprofessor der UT Austin erkl\u00e4rt: \u201cWir haben ein Molek\u00fcl mit beiden reaktiven Gruppen eingebaut, damit unsere beiden Erstarrungsreaktionen an der Grenzfl\u00e4che ‚miteinander reden‘ k\u00f6nnen. Das gibt uns eine viel st\u00e4rkere Verbindung zwischen den weichen und den harten Teilen, und es kann einen allm\u00e4hlichen \u00dcbergang geben, wenn wir wollen.<\/em>\u201d<\/p>

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Erste Anwendungen in der Praxis<\/h2>\n

In der Praxis wurde die Methode bereits an einem Kniegelenk getestet. Die k\u00fcnstlichen Knochen des Gelenks sollten stabil bleiben, w\u00e4hren die B\u00e4nder flexibel agieren mussten. Das Modell war komplett funktional und stellt somit ein vielversprechendes Modell f\u00fcr biomechanische Implantate dar. Zudem entwickelte das Team einen dehnbaren Elektronik Streifen, in welchem eine Goldleitung zuverl\u00e4ssig dehnbar sein sollte – trotz h\u00e4rterer Abschnitte des Bands – um die Leitung zu sch\u00fctzen.<\/p>\n

Die neue Methode des Forschungsteams funktioniert laut den Autoren schneller und liefert bessere Ergebnisse als vorherige Verfahren. Zudem sind die Druckereinstellungen einfach zu replizieren und kosteng\u00fcnstig umzusetzen, was die Technik f\u00fcr Forschende, Krankenh\u00e4user und Dozenten einfach zug\u00e4nglich macht. \u201cDieser Ansatz k\u00f6nnte die additive Fertigung im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Verfahren wie dem Spritzgie\u00dfen f\u00fcr die Produktion h\u00f6herer St\u00fcckzahlen wettbewerbsf\u00e4higer machen. Genauso wichtig ist, dass er neue Designm\u00f6glichkeiten er\u00f6ffnet,<\/em>\u201d sagt Keldy Mason, ein PhD Student im Labor von Page.<\/p>\n