For­scher der Uni­ver­sity of Illi­nois haben einen 3D-Dru­cker ent­wi­ckelt, der aus Iso­malt, einem Gemisch zweier Zucker­al­ko­hole, kom­plexe Struk­tu­ren erzeugt, die zur Züch­tung von bio­lo­gi­schem Gewebe ein­ge­setzt wer­den. Bei dem als “Free Form Prin­ting” bezeich­ne­ten Ver­fah­ren ent­steht ein was­ser­lös­li­ches, form­ge­ben­des Gerüst, das im Bereich der medi­zi­ni­schen For­schung und des Bio­me­di­cal Engi­nee­ring Ver­wen­dung fin­det, so ein aktu­el­ler Bericht von Pres­se­text Austria.

Lös­lich­keit von Vorteil
“Bio­lo­gisch rele­vante Form­ge­bung ist äußerst rele­vant, da bio­lo­gi­sche Funk­tio­nen wie etwa Zell­züch­tun­gen sehr stark davon abhän­gen. Umso wich­ti­ger ist es, dass sich das form­ge­bende Kor­sett von sich aus auf­löst, sobald es nicht mehr benö­tigt wird”, erklärt Euge­ni­jus Kani­usas vom Insti­tute of Elec­tro­dy­na­mics, Micro­wave and Cir­cuit Engi­nee­ring der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Wien gegen­über Pres­se­text Austria.
“Hier­bei han­delt es sich um eine gute Mög­lich­keit, For­men zu gene­rie­ren, auf deren Basis wei­che Mate­ria­lien gebil­det und Zel­len gezüch­tet wer­den kön­nen”, ergänzt Rohit Bhar­gava von der Uni­ver­sity of Illi­nois. Die­ses form­ge­bende Fun­da­ment ver­schwinde, sobald der Züch­tungs­pro­zess abge­schlos­sen sei. Das Free Form Prin­ting schafft die Bil­dung von For­men, deren Erzeu­gung mit­ten im Raum statt­fin­det. Das Mate­rial här­tet bei Luft­kon­takt sofort aus.

Form und Funk­tion verknüpft
“Mög­li­che Anwen­dungs­ge­biete rei­chen von der Gewe­be­züch­tung bis zur Unter­su­chung von Tumo­ren”, so Bhar­gava wei­ter. Nor­ma­ler­weise wür­den Zell­kul­tu­ren in fla­chen Petri­scha­len ange­legt. Obwohl dies Cha­rak­te­ris­tika der Zelle offen­lege, sei die­ses Ver­fah­ren nicht dyna­misch genug, um die Funk­tio­nen eines Kör­pers nach­zu­ah­men oder zu unter­su­chen. “Ein Kör­per hat klar defi­nierte For­men, bei denen Form und Funk­tion eng mit­ein­an­der ver­bun­den sind”, unter­streicht Bhargava.
Her­aus­for­de­run­gen des Druck­pro­zes­ses bestehen bei­spiels­weise in der Bei­be­hal­tung von Tem­pe­ra­tur und Druck wäh­rend des Druck­vor­gangs. Bei ers­ten Ver­su­chen ist das Mate­rial ver­brannt oder kris­tal­li­siert. Ent­schei­dend sind über­dies der Düsen­durch­mes­ser und die Geschwin­dig­keit, mit wel­cher der Druck­pro­zess erfolgt. Ist die Bewe­gung gleich­mä­ßig, so erhär­tet das Iso­malt zu einer rela­tiv star­ken Struktur.