3D-gedruckte Pflaster sollen Sonnenbrand verhindern

Ein Forscherteam an der Clarkson University hat eine kundenspezifische Biofarbe entdeckt, die in einen hautverträglichen UV-Sensor 3D-gedruckt werden kann. Dieser Sensor könnte eines Tages als neues Sicherheitsinstrument gegen Sonnenbrand eingesetzt werden.

Silvana Andreescu, Professorin und Egon Matijevic-Stiftungslehrstuhl für Chemie und biomolekulare Wissenschaften und Mitglieder ihres Labors, der Doktorand Abraham Finny und die Studentin Cindy Jiang, haben kürzlich ihre Ergebnisse in ACS Applied Materials and Interfaces veröffentlicht.

In den Vereinigten Staaten werden jedes Jahr etwa 1,7 Millionen neue Hautkrebsfälle diagnostiziert, die auf die ultraviolette (UV) Strahlung der Sonne zurückzuführen sind. Die meiste UV-Strahlung ist zeitlich versetzt und in unterschiedlicher Stärke vorhanden. Aus diesem Grund sahen Andreescu und ihr Team die Notwendigkeit einer Technologie, die eine rechtzeitige Erkennung zum Zeitpunkt der Sonneneinstrahlung ermöglicht, aber auch klein, tragbar und kostengünstig sein kann. Da die tragbare Technologie den Kontakt mit Menschen erfordern würde, mussten die Materialien biokompatibel sein, und das Gerät musste einfach zu bedienen und tragbar sein.

“Wir beschlossen, die Möglichkeiten des 3D-Bioprinting zur Herstellung dieser tragbaren UV-empfindlichen Sensoren zu erforschen, da 3D-Drucker inzwischen kostengünstig und zugänglich sind”, erklärte Andreescu.

Das 3D-Bioprinting hat es Forschern ermöglicht, biologische Strukturen wie Organe, Gewebe und Gerüste herzustellen. Das Clarkson-Team schlug die Verwendung von 3D-Bioprinting als additives Herstellungsverfahren vor, um tragbare und funktionelle Sensoren für den Gebrauch durch den Verbraucher zu drucken. Die Methode ermöglichte die einstufige Herstellung von Sensoren, die reproduzierbar, mechanisch stabil und gebrauchsfertig sind.

“Wir kombinierten Gelatine und andere Materialien, darunter Titan, zu einer farbigen, photoaktiven, druckbaren Tinte. Wenn das Titan durch UV-Licht, wie von der Sonne, aktiviert wird, baut sich der Farbstoff ab und ändert seine Farbe, was auf Belichtung hinweist”, erklärte Andreescu.

Abgesehen vom Schutz der Haut vor schädlichen UV-Strahlen erklärt die Gruppe, dass die Sensoren auch im Bereich der UV-Sanitärtechnik eingesetzt werden könnten. Der Sensor könnte verwendet werden, um anzuzeigen, ob ein Kleidungsstück oder ein Werkzeug genügend UV-Licht ausgesetzt war, um das Objekt als desinfiziert zu betrachten.

Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Arbeit unter dem Titel “3D Printed Hydrogel-Based Sensors for Quantifying UV Exposure”.