Forscher der Universität Birmingham entwickeln SLAM 3D-Biodruckverfahren

Forscher der University of Birmingham haben ein neues 3D-Druckverfahren für weiche Materialien entwickelt. Dies soll die Herstellung von künstlichen medizinischen Implantaten ermöglichen.

Die Technik mit den Namen Suspended Layer Additive Manufacturing (SLAM) verwendet ein polymerbasiertes Hydrogel. Hier werden dann Flüssigkeiten oder Gele injiziert um 3D-Formen zu erstellen.

“Das von uns entwickelte Hydrogel hat einige wirklich faszinierende Eigenschaften, die es uns ermöglichen, weiche Materialien bis ins kleinste Detail zu drucken”, erklärt Professor Liam Grover, der die Studie dazu geleitet hat. “Es hat ein enormes Potenzial für die Herstellung von Ersatz-Biomaterialien wie Herzklappen oder Blutgefäßen oder für die Herstellung biokompatibler Plugs, die zur Behandlung von Knochen- und Knorpelschäden eingesetzt werden können.”

SLAM 3D-Biodruckverfahren

Das Team entwickelte das SLAM-Verfahren als Alternative zur FRESH-Technik (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels). Hierbei wird das Objekt Schicht für Schicht in einem unterstützenden Gelbad aufgebaut. Laut den Wissenschaftlern der University of Birmingham kann dieses Verfahren jedoch zu Reibungen im Gelmedium führen und dadurch den Druckprozess verfälschen. Aus diesem Grund verwendet das SLAM-Verfahren niedrigviskose Biopolymere in einer selbstheilenden Fluid-Gel-Matrix.

In der Zusammenfassung der Studie heißt es:

There have been a number of recently reported approaches for the manufacture of complex 3D printed cell‐containing hydrogels. Given the fragility of the parts during manufacturing, the most successful approaches use a supportive particulate gel bed and have enabled the production of complex gel structures previously unattainable using other 3D printing methods. The supporting gel bed provides protection to the fragile printed part during the printing process, preventing the structure from collapsing under its own weight prior to crosslinking. Despite the apparent similarity of the particulate beds, the way the particles are manufactured strongly influences how they interact with one another and the part during fabrication, with implications to the quality of the final product. Recently, the process of suspended layer additive manufacture (SLAM) is demonstrated to create a structure that recapitulated the osteochondral region by printing into an agarose particulate gel. The manufacturing process for this gel (the application of shear during gelation) produced a self‐healing gel with rapid recovery of its elastic properties following disruption. Here, the physical characteristics of the supporting fluid‐gel matrix used in SLAM are explored, and compared to other particulate gel supporting beds, highlighting its potential for producing complex hydrogel‐based parts.

Die komplette Studie mit dem Titel “Fabrication of Complex Hydrogel Structures Using Suspended Layer Additive Manufacturing (SLAM)” von Jessica J. Senior, Megan E. Cooke, Liam M. Grover und Alan M. Smith kann direkt hier abgerufen werden.