Eine mit Sonnenblumenextrakt beladene 3D-Druck-Biotinte, die von Forschern der Nanyang Technological University (NTU) entwickelt wurde, soll laut einer Pressemitteilung der NTU eine neue Generation biomedizinischer Geräte hervorbringen. Die pollenbasierte Kreation des Teams kann so abgestimmt werden, dass sie eine größere Steifigkeit erhält, sodass sie in den benötigten Strukturen mit 3D-Druck hergestellt werden kann, ohne die Integrität zwischen den Schichten zu verlieren.
Sie haben ihre Tinte bereits zur Herstellung von geweberegenerierenden Zellgerüsten verwendet und sehen ein erhebliches Potenzial in den Bereichen Tissue Engineering, Toxizitätstests und Arzneimittelabgabeanwendungen. Ihre Ergebnisse haben sie in einem Artikel mit dem Titel „Engineering Natural Pollen Grains as Multifunctional 3D Printing Materials „ im Fachjournal Advanced Materials vorgestellt.
Details zur Arbeit der Forscher
Hydrogele zeichnen sich durch eine geringe mechanische Stabilität und Trägheit aus, was die Schaffung einer „hybriden“ Tinte erforderlich macht, die „Funktionen und Eigenschaften bietet, die von keinem einzelnen Hydrogel erreicht werden kann“. Das Team der NTU hat eine Mikrogel-Suspension aus nachwachsenden Pollenkörnern entwickelt. Durch die einheitliche Größe und das abstimmbare und konsistente rheologische Verhalten ergeben die Pollen laut den Forschern ideale Stützmatrizen. Seine reizempfindliche Natur könnte ihm potenzielle Fähigkeiten zur Wirkstoffabgabe verleihen.
Mit einer Methode, die der Seifenherstellung ähnelt, verwandeln die Forscher die Sonnenblumenpollen in eine Mikrogel-Suspension. Mit Alginat, Kautschuk und Hyaluronsäure vermischt ergab dies eine Mischung aus Pollenkörnern mit einer weicheren äußeren Schicht als normal.
Biotinte mit beliebigem Pollengehalt
Es zeigte sich, dass sie ihre Biotinte mit beliebigem Pollengehalt extrudieren können, ohne ihren 3D-Drucker zu verstopfen. Die Forscher waren in der Lage, die anfängliche Lebensfähigkeit ihres Materials durch die Herstellung mehrschichtiger Mikrostrukturen zu demonstrieren. Sie stellten farbstoffbeladene Gerüste her, um das Wirkstoffabgabepotenzial zu bewerten.
Die Biotinte ließ sich dank der auf Stimuli ansprechenden Natur der Pollen so einstellen, dass sie Medikamente gemäß patientenspezifischer Dosierung freisetzt. Die biokompatiblen Pollen ermöglichten es den Forschern, ihre Gerüste mit Zellen zu beladen und eine fünfschichtige Struktur erzeugen, die eine Zelllebensfähigkeit von 94 % aufwies. Sie erhöhten den Gummi- und Alginatgehalt, um konventionellere biomedizinische Geräte wie Träger herzustellen. Dank der Pollenbasis zeigte das Ergebnis „gute strukturelle Treue“ und „erhöhte Druckauflösung“.
Studienkoautor Song Juha sagte:
„Mit unserer biokompatiblen, flexiblen und kostengünstigen Tinte können wir Membranen herstellen, die an die Konturen der menschlichen Haut angepasst sind und sich biegen lassen, ohne zu brechen.“
