Nano Dimension unterstützt biomedizinische Forschung mit präzisem Mikro-3D-Druck

Nano Dimension Ltd. (Nasdaq: NNDM), ein Anbieter von 3D-Druck-Lösungen für die additive Fertigung von Elektronik und anderen Materialien, hat heute bekanntgegeben, dass es führende Forschungseinrichtungen in Kanada und Frankreich mit seinen hochpräzisen Fabrica Mikro-3D-Drucksystemen bei einem bedeutenden Projekt unterstützt. Ziel der Studie ist die exakte Aufzeichnung neuronaler Aktivitäten bei Mäusen, um die Mechanismen der somatosensorischen Informationsverarbeitung zu untersuchen.

Das Forschungsteam, bestehend aus Forschenden dreier renommierter Einrichtungen, steht vor der Herausforderung, mikromedizinische Geräte herzustellen, die den strengen Größen- und Maßanforderungen entsprechen. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Miniaturklammer, die zwei Elektroden sicher am Wirbel einer Maus fixieren soll. Die Untersuchung der elektrischen Aktivitäten von Dorsalhornneuronen bei wachen Tieren stellt bislang eine seltene und komplexe Aufgabe dar.

„Die Aufzeichnung der elektrischen Aktivität von Neuronen im Rückenmark eines Tieres im Wachzustand ist nicht einfach, nicht nur, weil die Maus sich beim Laufen und Atmen bewegt, sondern auch wegen der eingeschränkten Zugänglichkeit des betreffenden Bereichs“, erklärt Louison Brochoire, Doktorand an der Universität Bordeaux in Frankreich. „Bei diesem Projekt durfte die Klammer die Bewegungen des Tieres nicht einschränken und musste gleichzeitig die in winzige Löcher eingeführten Elektroden sicher fixieren und stabilisieren“, sagt Brochoire, der unter der Aufsicht von Professoren des Institut des Maladies Neurodégénératives Bordeaux sowie des CERVO-Forschungszentrums und der Universität Laval in Québec, Kanada, arbeitete.

Die Herstellung einer Klammer, die Elektroden präzise und funktional stabilisieren kann, war mit herkömmlichen Methoden nur schwer umsetzbar. Das Team wandte sich daher an Nano Dimension, um eine alternative Lösung zu finden. Die Komplexität des Designs erforderte präzise Abmessungen, wie Öffnungen für die Elektroden mit einem Durchmesser von nur 110 µm in einem Bauteil von lediglich 2,7 mm Breite. Nano Dimension nutzte seine Fabrica-Mikro-3D-Drucktechnologie, die eine Präzision im Mikrometerbereich bietet. Mit einer Pixelgröße von nur 4 µm und einer Schichthöhe von 1-10 µm konnte das Unternehmen die benötigte Klammer in nur einer Woche drucken.

„Entscheidend war vor allem, präzise und extrem kleine Löcher in der Klammer fertigen zu können“, sagt Brochoire. „Dieses Designmerkmal trug dazu bei, die durch die Atmung und die Bewegungen des Tieres verursachten Artefakte zu minimieren, die unser elektrisches Signal sonst gestört und die Analyse der Ergebnisse erschwert hätten. Die hohe Präzision und Auflösung der Mikro-3D-Drucktechnologie von Nano Dimension, kombiniert mit dem biokompatiblen Material M-810, ermöglichte es uns, ein Werkzeug zu entwickeln, das genau unseren Forschungsanforderungen entspricht.”

Das biokompatible Material Fabrica Medical M-810, das nicht zytotoxisch ist, erwies sich als perfekt geeignet für das benötigte Bauteil. Diese Entwicklung trägt maßgeblich dazu bei, die durch die Atmung und Bewegungen des Tieres verursachten Störungen zu minimieren und somit präzise neuronale Aufzeichnungen zu ermöglichen.

„Dank der hohen Präzision und Auflösung der Mikro-3D-Drucktechnologie von Nano Dimension in Verbindung mit dem biokompatiblen Material M-810 waren wir in der Lage, ein neues Werkzeug zu entwickeln, um unser Forschungsziel zu erreichen. Die Alternative wäre gewesen, durch Drucken und Modifizieren eines größeren Teils die gewünschten Eigenschaften zu erreichen.  Dieser Prozess hätte wahrscheinlich mehrere Monate gedauert, was bei diesem Forschungsprojekt ein großes Problem gewesen wäre.  Mit dieser Art von Technologie wird es zweifellos möglich sein, bestehende Grenzen in der Medizin zu überschreiten“, sagt Brochoire.

Das Forschungsteam, bestehend aus Professor Pascal Fossat vom IMN, Professor Yves De Koninck vom CERVO-Forschungszentrum, Professor Benoit Gosselin von der Universität Laval und Juliette Viellard, Doktorandin an der Universität Bordeaux, hat mit dieser Technologie einen bedeutenden Fortschritt in der biomedizinischen Forschung erzielt. Die erfolgreichen Ergebnisse verdeutlichen das Potenzial innovativer Fertigungslösungen in der Entwicklung moderner Medizinprodukte und der biomedizinischen Forschung.