{"id":64779,"date":"2025-09-09T00:01:34","date_gmt":"2025-09-08T22:01:34","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=64779"},"modified":"2025-09-08T12:41:15","modified_gmt":"2025-09-08T10:41:15","slug":"grace-fertigungsverfahren-utrecht-090920251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/grace-fertigungsverfahren-utrecht-090920251\/","title":{"rendered":"GRACE, das Fertigungsverfahren, das vor dem Drucken nachdenkt"},"content":{"rendered":"

Was w\u00e4re, wenn Ihr 3D-Drucker Augen und ein Gehirn h\u00e4tte? Das ist die Idee hinter GRACE, einer Drucktechnik, die von einem Team der Universit\u00e4t Utrecht in den Niederlanden entwickelt wurde. Es handelt sich um einen Workflow, der auf einem volumetrischen Druckverfahren und K\u00fcnstlicher Intelligenz<\/a> basiert, sodass die verwendete Maschine selbst an der Entwurfsphase mitwirken kann. Konkret w\u00e4re sie beispielsweise in der Lage, zu erkennen, wo sich die Zellen in der Biotinte befinden, und ein Netzwerk von Blutgef\u00e4\u00dfen um sie herum zu erstellen. Ein gro\u00dfer Fortschritt f\u00fcr den medizinischen Bereich, der jedoch noch in den Kinderschuhen steckt.<\/p>\n

Das Bioprinting<\/a> macht jeden Tag Fortschritte, das ist unbestreitbar. Wenn Sie regelm\u00e4\u00dfig die Nachrichten verfolgen, haben Sie sicherlich die Fortschritte und Hindernisse bemerkt, die einige Forscher \u00fcberwinden konnten. Nat\u00fcrlich gibt es noch viele weitere Herausforderungen. Eine davon ist zweifellos die Schaffung funktionsf\u00e4higer Blutgef\u00e4\u00dfe, die Sauerstoff und N\u00e4hrstoffe zu den Zellen transportieren k\u00f6nnen. Tats\u00e4chlich erfordern die aktuellen Bioprinting-Techniken die Konzeption des Modells dieser Gef\u00e4\u00dfe, noch bevor bekannt ist, wo sich die Zellen in der verwendeten Biotinte befinden. Es ist schwierig, die Bed\u00fcrfnisse dieser lebenden Strukturen zu erf\u00fcllen, ohne zu wissen, wo sie sich befinden.<\/p>\n

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Das GRACE-Verfahren.<\/p><\/div>\n

Riccardo Levato ist Professor an der Universit\u00e4t Utrecht und leitet das Levato Lab, das dieses GRACE-Verfahren (Generative, Adaptive, Context-Aware 3D printing<\/em>) entwickelt hat. Zusammen mit seinem Team hat er nach einer effizienteren, intelligenteren und zuverl\u00e4ssigeren L\u00f6sung f\u00fcr das Bioprinting gesucht. Schnell wandte er sich dem volumetrischen Druck zu: Anstatt aufeinanderfolgende Schichten von Zellen aufzutragen, wird ein lichtempfindliches Gel in einem einzigen Schritt verfestigt, um die gesamte Struktur zu erstellen. Riccardo Levato erkl\u00e4rt: \u201eUm eine Struktur aufzubauen, projizieren wir eine Reihe von Lichtmustern in ein rotierendes Rohr, das mit lichtempfindlichem Gel und Zellen gef\u00fcllt ist. Dort, wo die Lichtstrahlen zusammenlaufen, verfestigt sich das Material. So kann ein komplettes 3D-Objekt in einem einzigen Schritt hergestellt werden, ohne dass die Zellen ber\u00fchrt werden m\u00fcssen<\/em>.\u201c Das Verfahren ist schneller und weniger gef\u00e4hrlich f\u00fcr die Zellen.<\/p>

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Diese Technik erfordert Kenntnisse \u00fcber die Lage der Zellen, um den bestm\u00f6glichen Abdruck zu erzielen und diese zu erhalten. Das Team hat daher ein System mit Laserlicht entwickelt, das die chemische und architektonische Zusammensetzung des zu bedruckenden Materials kartografieren kann. Anhand dieser Zusammensetzung w\u00e4hlt die Maschine die richtige Geometrie f\u00fcr die Herstellung aus. Dabei kommen K\u00fcnstliche Intelligenz, 3D-Bildgebung, Computer Vision und parametrische Modellierung zum Einsatz. Sammy Florczak ist Doktorand in diesem Labor. Er war an der Entwicklung dieses Verfahrens beteiligt: \u201eIn der Vergangenheit war der Druck immer vom Entwurf des Designers abh\u00e4ngig. Heute tr\u00e4gt GRACE selbst zum Entwurf bei. Der Drucker \u201esieht\u201c, welche Arten von Zellen sich im Material befinden und wo sie sich befinden. Anschlie\u00dfend erstellt er mithilfe von KI-Tools ein Design, das auf das zu druckende Objekt zugeschnitten ist. Dieser neue Drucker verf\u00fcgt im Wesentlichen \u00fcber eigene \u201eAugen\u201c (Laserbildgebung) und ein eigenes \u201eGehirn\u201c (die neue KI-Software). Durch diesen Grad an Individualisierung lassen sich Gewebe herstellen, die besser \u00fcberleben und funktionieren<\/em>.\u201c<\/p>\n

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Bildung des Blutgef\u00e4\u00dfnetzes in Abh\u00e4ngigkeit vom Vorhandensein von Zellen in der Biotinte<\/p><\/div>\n

GRACE k\u00f6nnte also verschiedene Hindernisse \u00fcberwinden \u2013 wir haben Ihnen von Blutgef\u00e4\u00dfen erz\u00e4hlt, aber es gibt noch viel mehr Anwendungsm\u00f6glichkeiten. Denken Sie zum Beispiel an die Pharmaindustrie \u2013 mit diesem Verfahren k\u00f6nnten Strukturen entwickelt werden, die einen perfekt dosierten Wirkstoff freisetzen. Das Team hat auch die Erstellung eines Knochenmodells mit Knorpel untersucht: Ein Femur wurde in einem Gel, das aus Gelenkknorpel gewonnene Zellen und Knochenmarkstammzellen enthielt, in 3D gedruckt. Anschlie\u00dfend konnte GRACE den Knorpel automatisch um den Femurkopf positionieren und drucken.<\/p>\n

Riccardo Levato fasst zusammen: \u201eDiese erste Arbeit mit GRACE ist nur der Anfang. Wir arbeiten derzeit daran, die Anzahl der druckbaren Zellen zu erh\u00f6hen, um auch andere Gewebe wie Herz und Leber drucken zu k\u00f6nnen. Au\u00dferdem m\u00f6chten wir diese Technik anderen Labors zug\u00e4nglich machen, damit sie sie f\u00fcr ihre eigenen Druckverfahren nutzen k\u00f6nnen.<\/em>\u201c \u00dcbrigens ist nicht gesagt, dass GRACE in Zukunft nicht auch in anderen Branchen als dem medizinischen Bereich zum Einsatz kommen wird. Die gesamte Forschungsarbeit finden Sie HIER<\/a>.<\/p>\n

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Die Anwendungen sind vielf\u00e4ltig.<\/p><\/div>\n

Was halten Sie von GRACE? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit.\u00a0M\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

*Bildnachweise: Riccardo Levato<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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