Polnische Forscher modifizieren RepRap 3D-Drucker zur Verwendung mit PLLA & PLLATMC-Mischungen

Die Forscher Jakub Marchewka und Jadwiga Laska von der AGH University of Science and Technology in Polen arbeiten an der Verarbeitung neuer Materialmischungen für den FDM-3D-Druck im Bereich Tissue Engineering.

Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher in einem Fachartikel mit dem Titel “Processing of poly-L-lactide and poly(L-lactide-co-trimethylene carbonate) blends by fused filament fabrication and fused granulate fabrication using RepRap 3D printer”. In dieser Studie untersuchen Marchewka und Laska biologisch abbaubare Polymere wie teilkristallines Poly(L-Lactid) (PLLA) und amorphes Poly(L-Lactid-co-trimethylencarbonat) zur Verarbeitung auf einem Open Source RepRapPro Tricolour Mendel 3D-Drucker.

PLLA und PLLATMC sind beide für die Verarbeitung über den FDM-3D-Druck geeignet. Für die Tests stellte das Team zwei verschiedene Mischungen der Materialien her. Einmal im Verhältnis 80:20 PLLA:PLLATMC sowie 30:70 PLLA:PLLATMC. Mit den beiden Mischungen konnten die Forscher die Materialien für zwei verschiedene Gewebetypen wie Knochen oder Knorpel einsetzen. Sie stellten fest, dass “die thermischen Eigenschaften für beide Mischungen ähnlich waren”.

Zur Herstellung der 80:20 PLLA:PLLATMC-Mischung haben die Forscher ein Filament mit einem Durchmesser von 1,71 ± 0,04 mm hergestellt. Damit dieses “hochwertige Filament” erzeugt werden konnte, musste in einem Zwischenschritt ein Granulat aus dem Gemisch erzeugt werden. Obwohl die meisten Desktop 3D-Drucker Filament mit 1,75 ± 0,05 mm nutzen, konnte die Mischung gut genutzt werden.

Bei der 30:70 PLLA:PLLATMC-Mischung gab es jedoch Schwierigkeiten bei der Herstellung des Filaments. Es war notwendig den 3D-Drucker zu modifizieren und ein entsprechendes Modul zur Verarbeitung des Granulats zu installieren.

Die detaillierte Analyse der Proben zeigte, dass sowohl beide Methoden (FFF als auch FGF) für die Herstellung der Gerüste mit einer hohen Qualität, die für ihre potenzielle Anwendung im Tissue Engineering geeignet ist, eingesetzt werden könnten. Das Verfahren mit dem Filament bietet im Vergleich zum Granulat (FGF) eine höhere Präzision und Genauigkeit, aber das Verfahren dauert insgesamt länger.

Die komplette Arbeit der Forscher kann direkt hier kostenlos abgerufen werden.