ETH-Forscher produzieren den weltweit kleinsten Mikrostent

Forscher der ETH Zürich haben ein neues Verfahren entwickelt, um verformbare Mikrostrukturen herzustellen. So können zum Beispiel Gefässprothesen, die 40-mal kleiner sind als was bisher möglich war, hergestellt werden. Solche Stents könnten in der Zukunft helfen, lebensgefährliche Harnwegsverengungen von Föten im Mutterleib zu erweitern.

Wie die ETH Zürich berichtet, bildet eines von Tausend Kindern Engstellen in den Harnwegen aus. Dadurch kann sich Urin lebensgefährlich stauen. Aus diesem Grund müssen diese Verengungen operiert werden. Hierbei schneiden die Chirurgen Engstellen in den Harnwegen heraus und nähen die Enden der Röhren wieder zusammen. Für die Nieren wäre es jedoch schonender, wenn mit Hilfe eines Stents die Engstelle bereits im Mutterleib erweitert werden könnte.

Solche Stents werden für viele Behandlungen (z.B. verengte Herzkranzgefässe) verwendet, jedoch sind die Harnwege von Föten sehr klein. Stents in dieser Größe sind mit herkömmlichen Methoden nicht realisierbar.

3D-gedruckter Mikrostent

Der Kinderchirug Gaston De Bernardis vom Kantonsspital Aarau hat deswegen mit dem Multi-Scale Robotics Lab der ETH Zürich ein neues Verfahren entwickelt, dass Strukturen im Bereich von weniger als 100 Mikrometer Durchmesser herstellen kann.

In einer Fachbeitrag erläutern die Forscher ihre Entwicklung. Carmela De Marco, Erstautorin der Studie und Marie-Sklodowska-Curie-Fellow in der Forschungsgruppe von Bradley Nelson, erklärt dass es sich um den kleinsten Stent der Welt handelt.

Das Team nennt das Verfahren indirekten 4D-Druck. Hierbei wird mit Laserlicht eine dreidimensionale Schablone in eine mit einem Lösungsmittel auflösbare Schicht gebrannt. Die Lücke wird mit einem Formgedächtnis-Polymer gefüllt und die Struktur mit UV-Licht fixiert. Die Schablone wird in einem Lösungsmittelbad entfernt.

Die vierte Dimension bezieht sich auf das Formgedächtnis des Stents. Das Material lässt sich verformen, aber erinnert sich an die ursprüngliche Form. Gaston De Bernardis erklärt es wie folgt:

“Das Formgedächtnis-Polymer eignet sich für die Behandlung von Harnwegsverengungen. Der Stent lässt sich zusammengestaucht durch die Engstelle schieben. Wenn er zu seiner Ursprungsform zurückfindet, spannt er dann dort den verengten Harnweg auf”.

Nun muss die Anwendung erst einmal getestet werden. So soll der Stent bei Tieren getestet werden. Die ersten Ergebnisse sind vielversprechend.

Quelle: “Indirect 3D and 4D Printing of Soft Robotic Microstructures“