Antibakterielle Eigenschaften, die in ein Polymerpulver integriert wurden, ermöglichen laut Wissenschaftlern der University of Sheffield individuelle Teile, mit denen Infektionskrankheiten bekämpft werden sollen. Hergestellt werden die Teile in beliebig benötigten Formen mit dem 3D-Drucker.
Eine Studie dazu wurde in „Scientific Reports“ und dem Wissenschaftsmagazin nature.com unter dem Title „Use of silver-based additives for the development of antibacterial functionality in Laser Sintered polyamide 12 parts“ veröffentlicht. Die Additive auf Silberbasis werden mit PA 12 kombiniert und mit einem EOS Formiga P100 SLS-System zu antimikrobiellen Komponenten verarbeitet, die für den Menschen nicht toxisch sind.
Tests laufen erfolgreich
Laut einem der Autoren Dr. Candice Majewski, vom Sheffield Center for Advanced Additive Manufacturing, kann der antibakterielle Schutz für Produkte und Geräte am Herstellungsort dabei helfen, schädliche Bakterien, Infektionen und die zunehmende Resistenz gegen Antibiotika zu bekämpfen. Es gibt antimikrobielle Produkte zum Kauf, die aber noch viel Spielraum für Verbesserungen bieten. Die Verwendung von Implantaten, Prothesen, Schienen, Oberflächen und Geräten kann in klinischen Umgebungen (Türen, Waschbecken, Instrumente, Tastaturen) für einen besseren Schutz zu sorgen.
Die mit 3D-Druck hergestellten Teile wurden in Tests mit und ohne antibakteriellem Zusatzstoff – Biocote B65003 – versehen. Die Forscher kontrollierten, wie stark sich die Bakterienanzahl nach einem Tag reduziert hatte. Bakteriengruppen wie Staphylococcus aureus und Pseudomonas aeruginosa lösen Krankheiten wie Lungenentzündung, Sepsis, Meningitis und MRSA aus. 3D-gedruckte Teile, die mit antibakteriellen Additiven versehen waren, erwiesen sich als wirksam gegen diese Bakterienarten.
Anwendungsbereiche
In der Studie wird erklärt, dass das Material in nährstoffarmen, hydratisierten Umgebungen am effektivsten ist und die Anzahl der Planktonbakterien in seiner Umgebung und die Anzahl der an der Oberfläche haftenden Biofilmbakterien reduzieren kann. Die Experimente zeigen, dass die Materialien in zeitweise feuchten Umgebungen wie Küchen, Bädern und auf Krankenstationen genutzt werden können. Beschichtete medizinische Geräte können damit zusätzlich unterstützt werden.
Dr. Majewski möchte die aktuellen 3D-Druckerzeugnisse mit antibakteriellen Eigenschaften in der Herstellungsphase ergänzen. In Feldversuchen sollen die Laborergebnisse unter realen Bedingungen validiert werden. 2018 hatte die NASA bereits ein antibakterielles Filament von Copper 3D für den Einsatz im Weltraum erprobt. Forscher der ETH Zürich stellten schon 2017 ein Hydrogel für den 3D-Druck lebender Bakterien vor.
