Jüngst haben Forscher in Russland zur Entwicklung eines Laser-3D-Druckverfahrens beigetragen, in dem ein spezieller Nanopartikel zum Einsatz kommt. Mit dem neuen Partikeltyp ist sei den Wissenschaftlern ein Durchbruch bei der additiven Fertigung gelungen, der sich den russischen Forschern vor allem auf die Herstellung von Elektronik und im Bioprinting positiv auswirken kann. Es wird davon ausgegangen, dass Strukturen damit in Zukunft schneller und besser repariert werden können.

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Jüngste Forschungen in Russland führten zur Entwicklung eines neuen hochauflösenden Laser-3D-Druckverfahrens, das mithilfe eines speziellen Nanopartikels nennenswerte Ergebnisse erzielt haben soll. Bis zu diesem Zeitpunkt wurde dies für unmöglich gehalten, doch die Entdeckung der russischen Wissenschaftler könnte großes Potenzial in Bereichen wie Elektronik und Bioprinting mit sich bringen.

Die Studienergebnisse wurden in einem Artikel in der Zeitschrift Scientific Reports unter dem Titel „High-resolution 3D photopolymerization assisted by upconversion nanoparticles for rapid prototyping applications“ veröffentlicht. An der Forschung haben sich Physiker des Wissenschaftlichen Forschungszentrums für Kristallografie und Phonetik der Russischen Akademie der Wissenschaften beteiligt.

Ein allgemeines Problem bei vielen 3D-Druckverfahren ist die schlechte Auflösung und die relativ langsame Druckgeschwindigkeit, schreiben die Wissenschaftler. Vor allem der mühsame Schicht-für-Schicht- und Punkt-für-Punkt-Prozess bei der 3D-Drucktechnologie ist für die unzureichende Auflösung und die langsame Operation verantwortlich. Genau hier erzielten die russischen Forscher mit der Schaffung eines neuen Partikeltyps den Durchbruch, da sich dieses Teilchen mit anderen Teilchen auf mehrdimensionale und viel komplexere Weise verbinden können, heißt es in der Studie.

Fortschritte der Zwei-Photonen-Lithographie
Jüngste Forschung in Russland führte zur Entwicklung eines neuen hochauflösenden Laser-3D-Druckverfahrens, das mithilfe eines speziellen Nanopartikels nennenswerte Ergebnisse erzielt.(Bild © Scientific Reports).

Dieser Durchbruch sorgt für eine Verbesserung der Effizienz und Geschwindigkeit des Zweiphotonenlithografie-3D-Druckprozesses. Außerdem ist die dadurch erzeugte, hochauflösende Voxel besser für den Hiodruck geeignet, da der neue Ansatz eine neue Photopolymerisation möglich macht, die wiederum viel tiefer im Gewebe stattfindet. Diese Idee könnte in der Zukunft auch in der Biomedizin angewendet werden, um beschädigte Teile von Geweben und Organen zu ersetzen und all das wird durch den Einsatz verschiedener Polymermaterialien möglich sein.

Einzelnen Schritte der Zweiphotonen-Lithographie
Die einzelnen Schritte der Zweiphotonen-Lithographie (Bild © Scientific Reports).

Einer der Mitautoren der Studie, Cyril Khaydukov, sagte: „Wir erwarten in Zukunft, dass unsere Technologie es möglich macht, Strukturen von gewünschten Eigenschaften und Größen in lebendem Gewebe zu erschaffen und somit die Beschädigungen ersetzen zu können“.

Dies könnte eine neue Ära in der Biomedizin ankündigen. Fortschrittlich ist auch die Software der Ohio State University, die Ärzte besser auf Herzklappenoperationen dank 3D-Druck vorbereiten soll. Bleiben Sie mit unserem Newsletter über neuesten Entwicklungen im medizinischen 3D-Druck auf dem Laufenden.

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