{"id":64175,"date":"2025-07-23T15:00:16","date_gmt":"2025-07-23T13:00:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=64175"},"modified":"2025-07-24T15:38:44","modified_gmt":"2025-07-24T13:38:44","slug":"joseph-desimone-230720251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/joseph-desimone-230720251\/","title":{"rendered":"Joseph DeSimone \u00fcber PinPrint, Carbon und die Zukunft von AM Innovatoren"},"content":{"rendered":"

Vor etwas mehr als einem Jahrzehnt stellte der renommierte Chemiker Dr. Joseph DeSimone eine bahnbrechende Technologie vor – Continuous Liquid Interface Production (CLIP). Die Technologie bildete die Grundlage f\u00fcr das Unternehmen Carbon, in dem er als Mitbegr\u00fcnder und CEO t\u00e4tig war. Continuous Liquid Interface Production (CLIP) ver\u00e4nderte den 3D-Druck von Kunstharz<\/a>, indem sie sowohl die Geschwindigkeit als auch die Effizienz des Verfahrens drastisch erh\u00f6hte. Jetzt haben DeSimone und sein Forscherteam an der Stanford University CLIP mit der Entwicklung von Injection CLIP (iCLIP) noch weiter vorangetrieben. All dies f\u00fchrte zur Gr\u00fcndung von PinPrint, DeSimone’s n\u00e4chstem Business Projekt, welches Patientenerfahrungen im Impfbereich und medikament\u00f6se Behandlungen von Grund auf neu zu gestalten versucht. Erfahren Sie mehr \u00fcber die Technologie und Vision hinter PinPrint, \u00fcber die Gr\u00fcnde f\u00fcr den Erfolg von Carbon und \u00fcber die Ratschl\u00e4ge, die DeSimone aufstrebenden F\u00fchrungskr\u00e4ften in der Wissenschaft und der additiven Fertigung<\/a> gibt.<\/p>\n

Das erste Ziel von PinPrint sind Mikronadelpflaster, die eine schmerzfreie Alternative zu herk\u00f6mmlichen Nadeln darstellen. Sie k\u00f6nnen f\u00fcr die Verabreichung von Impfstoffen und Medikamenten sowohl f\u00fcr therapeutische als auch f\u00fcr kosmetische Zwecke, sowie f\u00fcr die Entnahme von Zwischenzellfl\u00fcssigkeitsproben, verwendet werden. Im Vergleich zu Nadeln sind Mikronadelpflaster einfach aufzutragen, weniger gef\u00e4hrlich und minimalinvasiv. Das bedeutet, dass sie nicht nur im klinischen Bereich, sondern auch zu Hause oder in nicht-klinischen Umgebungen problemlos angewendet werden k\u00f6nnen. Au\u00dferdem bergen diese Pflaster ein geringeres Potenzial f\u00fcr mikrobielle Infektionen und sind leichter zu entsorgen als herk\u00f6mmliche Nadeln. Die Idee gibt es schon seit Jahrzehnten und erste Designs wurden bereits mittels konventioneller Fertigungsmethoden produziert. PinPrint macht sich jedoch die additive Fertigung zunutze, um hochkomplexe Geometrien zu erreichen, die die Herstellung von Mikronadeln mit mikrofluidischen Kan\u00e4len und Negativr\u00e4umen erm\u00f6glichen, die mit konventionellen Fertigungsverfahren nicht realisierbar w\u00e4ren.<\/p>\n

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Ein herk\u00f6mmliches Mikronadelpflaster ohne mikrofluide Kan\u00e4le (Bild: MyLife Technologies)<\/p><\/div>\n

\u00dcberh\u00e4rtung bew\u00e4ltigen: CLIP vs. iCLIP<\/span><\/p>

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Die Herstellung solcher Geometrien in Mikronadelpflastern war nur m\u00f6glich, wenn ein grundlegendes Problem des 3D-Drucks von Kunststoffen gel\u00f6st wurde: die \u00dcberh\u00e4rtung. Unter \u00dcberh\u00e4rtung versteht man das unbeabsichtigte Schlie\u00dfen von Negativr\u00e4umen. Dies geschieht, wenn UV-Licht auf bereits ausgeh\u00e4rtete Schichten trifft und die Aush\u00e4rtung in R\u00e4umen erfolgt, die eigentlich negativ sein sollten, wodurch die Aufl\u00f6sung der Z-Achse verringert wird. DeSimone und das Stanford-Labor wollten dieses Problem angehen und eine bessere Aufl\u00f6sung nicht nur in der XY-Ebene, sondern auch in der Z-Achse erreichen.<\/p>\n

Um die L\u00f6sung des Teams zu verstehen, m\u00fcssen wir uns zun\u00e4chst die CLIP-Technologie genauer vergegenw\u00e4rtigen. Wie bei anderen VAT-Photopolymerisationstechnologien wird auch hier das Harz mit UV-Licht geh\u00e4rtet. Der entscheidende Zusatz ist ein spezielles Fenster unter dem Harz, das f\u00fcr Licht transparent, aber auch f\u00fcr Sauerstoff durchl\u00e4ssig ist. CLIP steuert den Sauerstofffluss durch dieses Fenster und schafft so eine sogenannte \u201etote Zone\u201c im Harzpool, die nur einige zehn Mikrometer dick ist und in der keine Photopolymerisation stattfindet. Diese L\u00fccke erzeugt einen Sog, durch den das Harz kontinuierlich flie\u00dft, wenn die Bauplatte angehoben wird. Anstatt also Schicht f\u00fcr Schicht zu drucken, wird ein Objekt in der Harzwanne direkt \u00fcber der toten Zone hochgezogen, wodurch der Druck 100- bis 1000-mal schneller als bei herk\u00f6mmlichen 3D-Druckverfahren erfolgen kann. Mit dieser Methode wird eine bemerkenswerte Aufl\u00f6sung in der XY-Ebene erreicht, aber die Z-Achse wird durch \u00dcberh\u00e4rtung beeintr\u00e4chtigt.<\/p>\n

Fast zehn Jahre sp\u00e4ter f\u00fchrten DeSimone und ein Team aus Stanford iCLIP ein, um dieses Problem zu l\u00f6sen, und ver\u00f6ffentlichten ihre bahnbrechende Studie im September 2024 im Journal Proceedings of the National Academy of Sciences<\/em> (PNAS). Bei dieser Technik wird st\u00e4ndig nat\u00fcrlich sauerstoffhaltiges (inhibiertes) Harz durch den gesamten negativen Raum gepumpt, sei es in Kan\u00e4len oder in Gittern, wodurch alle Harzreste, die \u00fcberh\u00e4rten k\u00f6nnten, ausgesp\u00fclt werden. Bei diesem Verfahren wird der Kunststoff mechanisch in den Spalt gepresst, anstatt ihn durch einen Sog anzusaugen. Dieser Fortschritt erm\u00f6glichte die Herstellung von Mikrokan\u00e4len mit kleinerem Durchmesser und geringerer H\u00f6he, was die Funktionalit\u00e4t erheblich verbesserte, so dass jetzt Merkmale mit hochaufl\u00f6senden Pixeln von bis zu 10 bis 25 Mikrometern gedruckt werden k\u00f6nnen. Generell konzentriert sich das Labor auf die Herstellung mit Licht und versucht, eine Aufl\u00f6sung im einstelligen Mikrometerbereich in allen drei kartesischen Koordinaten zu erreichen.<\/p>\n

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Diagramme zur Veranschaulichung der mit der iCLIP-Technologie erstellten mikrofluidischen Kan\u00e4le (Bild: I.A. Coates, et al.\/PNAS)<\/p><\/div>\n

Aber wie nutzt man die PinPrint Mikronadelpflaster?<\/h2>\n

Mit einer L\u00f6sung f\u00fcr die \u00dcberh\u00e4rtung im Schlepptau machten sich DeSimone und sein Team nun zum Ziel, Mikronadelpflaster zu verbessern und mikrofluidische Kan\u00e4le zu integrieren. Die Mikronadelpflaster von PinPrint sind noch nicht auf dem Markt erh\u00e4ltlich, aber das Unternehmen testet seine Pflaster derzeit an Menschen. Eines der ersten Medikamente, mit denen PinPrint arbeiten wird, ist Lidocain, ein Lokalan\u00e4sthetikum, das den Bereich bet\u00e4ubt, auf den es aufgetragen wird. DeSimone argumentiert, dass diese Lidocain-Pflaster an dermatologische Kliniken verkauft werden, um Menschen sofort zu bet\u00e4uben, anstatt 30 Minuten zu warten, bis eine Bet\u00e4ubungscreme wirkt. Er verglich diesen Gesch\u00e4ftsansatz mit Bowling: „Welches ist der erste Kegel, den man umsto\u00dfen will und der weitere Kegel umwirft? F\u00fcr uns ist das Lidocain der erste Kegel<\/em>„.<\/p>\n

Doch was sind die anderen \u201eKegel\u201c, die PinPrint zu Fall bringen will? DeSimone sieht Potenzial f\u00fcr die Verwendung der Pflaster zur Sammlung von Zwischenzellfl\u00fcssigkeit. \u201eStellen Sie sich vor, Sie gehen in einen Walmart, kleben ein Pflaster auf, gehen einkaufen, lassen das Pflaster an der Kasse liegen und erhalten molekulare Informationen, anstatt eine Venenpunktion und eine Blutabnahme durchzuf\u00fchren<\/em>\u201c, sagte er. Ein weiterer Anwendungsfall k\u00f6nnten Impfungen sein – Pharmaunternehmen k\u00f6nnten die Pflaster kaufen und sie mit einem ihrer Impfstoffe f\u00fcllen.<\/p>\n

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Ein visueller Vergleich von Mikrokan\u00e4len, die mit iCLIP erzeugt wurden, und einem Penny (Bild: I.A. Coates, et al.\/PNAS)<\/p><\/div>\n

Eine unternehmerische Sichtweise<\/h2>\n

In den letzten Jahren stand die Branche der additiven Fertigung eher unter einem d\u00fcsteren Stern<\/a> – gro\u00dfe \u00dcbernahmen und Entlassungen pr\u00e4gten die Firmenlandschaft. Trotzdem meinte DeSimone, dass Carbon die Auswirkungen nicht wirklich gesp\u00fcrt hat. \u201eIch denke, das liegt vielleicht daran, dass wir uns unerm\u00fcdlich auf die Fertigung konzentriert haben und darauf, wie wir den 3D-Druck in die reale Fertigung bringen k\u00f6nnen<\/em>\u201c, sagte er und verwies auf die fr\u00fchen Partnerschaften von Carbon mit adidas und Invisalign. \u201eDer Schl\u00fcssel dazu ist, dass wir an der Schnittstelle aller drei Bereiche leben: Hardware, Software und Materialien.<\/em>\u201c<\/p>\n

Einen Teil des Erfolgs von Carbon f\u00fchrte er auf das Abonnementmodell des Unternehmens zur\u00fcck: „Wir haben ein Subskriptionsmodell, und es gibt meines Wissens kein anderes St\u00fcck Fertigungshardware, das in irgendeinem Industriesektor abonniert wird. Am Anfang waren sogar unsere eigenen Investoren besorgt, ob wir dreij\u00e4hrige Abonnements gegen\u00fcber einj\u00e4hrigen Abonnements bekommen k\u00f6nnten, und jetzt, da wir in der Fertigung t\u00e4tig sind, werden es tats\u00e4chlich f\u00fcnfj\u00e4hrige Abonnements. Wir haben also eine enorme Transparenz bei den Einnahmen: Sie sind vertraglich festgelegt.<\/em>„<\/p>\n

Wohin sollten wir unsere Energie lenken?<\/h2>\n

Auf die Frage, was er jungen Wissenschaftlern und Ingenieuren raten w\u00fcrde, die in der Branche etwas bewegen wollen, brachte DeSimone eine \u00fcberraschende Idee ins Spiel: \u201eIch denke, man kann ein ziemlich \u00fcberzeugendes Argument daf\u00fcr vorbringen, dass in vielerlei Hinsicht keine weitere Forschung im Bereich gr\u00fcner, nachhaltiger Polymere erforderlich ist<\/em>\u201c, begann er. „Man k\u00f6nnte heute einen Schlussstrich ziehen und sagen: OK, nicht mehr, aber setzt um, was ihr habt… Es gibt eine Menge gro\u00dfartiger Produkte, die nicht genutzt werden. Warum ist das so?<\/em>“ Sein Standpunkt war klar: Es gibt eine F\u00fclle von ungenutztem Potenzial, welches jetzt in die Praxis umgesetzt werden m\u00fcsse.<\/p>\n

Denjenigen, die eine bahnbrechende Technologie auf den Markt bringen wollen, empfiehlt DeSimone das Buch \u201eCrossing the Chasm<\/em>\u201c von Geoffrey Moore. „Dieses Buch war unsere Bibel bei Carbon. Es ist unsere Bibel bei PinPrint<\/em>„, sagt er und unterstreicht damit die anhaltende Relevanz von Moores Erkenntnissen.<\/p>\n

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Carbon bietet seinen Partnern an, ihre Produktion mit Carbons 3D-Druckern zu skalieren (Bild: Carbon)<\/p><\/div>\n

Ganz allgemein erkannte DeSimone an, dass sowohl die Unternehmen als auch die Politik eine entscheidende Rolle bei der F\u00f6rderung des Fortschritts spielen. \u201eEs braucht Unternehmer und politische Ver\u00e4nderungen, und es gibt jetzt eine riesige Chance, sich auf die vertikale Integration zu konzentrieren und die Dinge voranzubringen… Junge Leute sollten dar\u00fcber nachdenken, wo sie mitspielen wollen<\/em>\u201c, forderte er und verwies auf das enorme Potenzial f\u00fcr aufstrebende F\u00fchrungskr\u00e4fte in diesem Bereich.<\/p>\n

DeSimone ging auch auf ein aktuelles Problem ein, welches sich in den USA bereits zeigte: \u201eWir befinden uns in den Vereinigten Staaten gerade inmitten einer Herausforderung durch den Krieg gegen die Universit\u00e4ten, und unsere Technologie ist wohl aus diesem Umfeld entstanden<\/em>\u201c, bemerkte er. \u201eVerstehen Sie mich nicht falsch, ich glaube, dass in der akademischen Forschung Ver\u00e4nderungen notwendig sind, aber ich mache mir Sorgen, ob die Gemeinschaft bereit ist, diese schwierigen Entscheidungen dar\u00fcber zu treffen, was finanziert werden muss und was nicht.<\/em>\u201c Er \u00e4u\u00dferte die Hoffnung, dass ein besseres Verst\u00e4ndnis der Kommerzialisierung nicht alle, aber einige dieser schwierigen Entscheidungen leiten k\u00f6nnte. Letztendlich betonte DeSimone, dass ein Technologieunternehmen nur dann erfolgreich sein kann, wenn es sowohl eine starke Gesch\u00e4ftsstrategie als auch eine solide technologische Grundlage hat. Bei PinPrint ist die Kombination aus strategischer Vision und innovativer Technologie vielversprechend, und wir werden beobachten, wie die Technologie im Gesundheitsbereich aufgenommen wird.<\/p>\n

Stimmen Sie DeSimone zu? Lassen Sie uns gerne 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

*Titelbildverweis: I.A. Coates, et al.\/PNAS<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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