Science-Fiction wird Realität: Forscher der Universität von Minnesota machen Fortschritte bei der Herstellung von bionischen Augen mit dem 3D-Drucker

Das bionische Auge klingt mehr nach Science-Fiction als nach Realität und dennoch soll es bald möglich sein bionische Augen mit einem 3D-Drucker herzustellen und beim Menschen einzupflanzen. Das jedenfalls berichten Forscher der Universität Minnesota, die zuletzt Fortschritte bei ihre selbst entwickelten Lösung machen konnten. Wir stellen die futuristischen Forschungsarbeiten der Wissenschaftler vor.

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Forscher der Universität von Minnesota ist ein Durchbruch in der Entwicklung eines bionischen Auges gelungen. Was für den einen wie Science-Fiction klingt, könnte für den Menschen mit Sehbehinderung vielleicht bald die erhoffte Lösung sein. Von den Forschern wurde eine Anordnung von Lichtrezeptoren erfolgreich auf eine halbkugelförmigen Oberfläche gedruckt. Darauf soll die 3D-Druckelektronik angebracht werden. Elektronik auf eine gekrümmte Oberfläche zu drucken ist eine Herausforderung. Doch mithilfe eines speziell für ihre Forschungen entwickelten Multi-Material-3D-Druckers ist es gelungen.

Die Entstehung

Wie du Universität von Minnesota auf ihrer Website erklärt, begannen die Forscher mit einer Grundierung aus Silberpartikeln, die von dem 3D-Drucker additive aufgebracht wurde. Die Spezialtinte bleibt nach dem Dispensieren an Ort und Stelle und trocknet gleichmäßig. Dann folgen Photodioden, die auf das Substrat gedruckt werden. Dabei nutzen die Forscher halbleitende Polymermaterialien, die Licht in Elektrizität umwandeln. Der gesamte Druckprozess dauert lediglich eine Stunde.

„Bionische Augen werden normalerweise als Science-Fiction angesehen, aber dank dem speziellen Multi-Material-3D-Drucker sind wir dem Ziel näher gekommen. Halbleiter haben eine Effizienz von 25% bei der Umwandlung von Licht in Elektrizität gezeigt. Das hat unsere Erwartungen übertroffen“, sagte Michael McAlpine, Co-Autor der Studie.

„Wir haben einen langen Weg vor uns, um aktive Elektronik zuverlässig routinemäßig zu drucken, aber unsere 3D-gedruckten Halbleiter zeigen nun, dass sie möglicherweise mit der Effizienz von Halbleiterbauteilen konkurrieren können, die in Mikrofabrikationsanlagen hergestellt werden“, erläuterte McAlpine außerdem.

McAlpine ist bereits vor Jahren mit der Thematik in Berührung gekommen

Vor einigen Jahren hat McAlpine mit der Universität von Minnesota bereits an bionischen Körperteilen gearbeitet. Inspiriert dazu wurden sie von einem bionischen Ohr. McAlpines Mutter ist auf einem Auge blind, daher liegt ihm das 3D-gedruckte bionische Auge besonders am Herzen. Es wird noch eine Weile dauern, bis das bionische Auge wirklich genutzt werden kann. Die nächste Phase ist zunächst die Entwicklung eines Prototypen mit effizienteren und komplexen Lichtstrukturen. Außerdem sucht das Team nach einem weichen und implantierbaren halbkugelförmigen Material.

bionisches Auge - Modell
Forscher der Universität von Minnesota arbeiten an einem bionischen Auge (Bild © University of Minnesota, McAlpine Group).

Die Forscher Ruitao Su, Sung Hyun Park, Shuang-Zhuang Guo, Kaiyan Qiu, Daeha Joung, Fanben Meng und die Studentin Jaewoo Jeong unterstützen McAlpine bei dem Projekt. Das Projekt wird vom National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering, dem National Institutes of Health, der Boeing Company und der Minnesota Discovery, Research und InnoVation Economy (MnDRIVE) Initiative finanziert. Mit dem iFix-BioPen nutzen Forscher aus Sydney das Bioprinting, um Augenverletzungen zu „reparieren“. Wollen Sie über das bionische Auge oder weitere spannende Forschungsthemen mit Schwerpunkt auf die 3D-Drucktechnologie informiert werden? Dann abonnieren Sie gerne unseren Newsletter (hier kostenlos anmelden).

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