Kohlenstoff-Strukturen zur Gewebezüchtung

3D-gedruckte Kohlenstoff-Mikrogitter-Architektur bei 150-facher Vergrößerung (Bildquelle: BMF Precision Inc.)

Dr. Monsur Islam wollte als Postdoktorand am Karlsruher Institut für Technologie in Karlsruhe Kohlenstoffstrukturen 3D-drucken, um anpassbare Gerüste für die Züchtung von Gewebe zu schaffen. Dazu wird glasartiges Kohlenstoffmaterial benötigt, das durch 3D-Druck eines Vorläufers und anschließende Karbonisierung erzeugt wird. Dazu benötigte Dr. Islam einen hochauflösenden 3D-Drucker mit der erforderlichen Längenskala und die geeigneten Vorläufermaterialien für die Karbonisierung.

Der richtige 3D-Drucker
Nach verschiedenen Versuchen stieß er auf den microArch® S130 von BMF. Das System mit einer Auflösung von 2μm war in der Lage, die Gerüste mit komplexeren inneren Strukturen und engen Toleranzen mit sehr hoher Auflösung zu drucken. Unter Verwendung des HTL-Harzes von BMF im microArch S130 karbonisierten die 3D-gedruckten Vorstufen anschließend nahtlos. Darüber hinaus verfügte der 3D-Drucker von BMF über ausreichend hohe Auflösung in einer für die 3D-Zellbesiedlung geeigneten Längenskala.
Mit dem microArch S130 konnte Dr. Islam einen 1,3 x 1,3 x 1,3 mm großen Würfel mit 100 x 100 μm großen Tunneln im Abstand von 100 μm in 5μm-Schichten drucken. Das oben gezeigte Bild zeigt eine karbonisierte Probe mit einer Gitterstärke von 100 μm und einem Abstand zwischen benachbarten Gittern von 100 μm. Nach der Karbonisierung werden die Gerüste für die Zellkultivierung und die Gewebeentwicklung getestet. Nun werden die für diese Gerüste verwendeten Struktur-Designs weiter ausgebaut.

„Kohlenstoff ist ein interessantes Material mit einzigartigen Eigenschaften. Die Herstellung komplexer 3D-Strukturen aus Kohlenstoff ist eine Herausforderung. Die additive Fertigung ermöglicht die Herstellung komplexer 3D-Strukturen aus einer Vielzahl von Polymerwerkstoffen. Die Karbonisierung von 3D-gedrucktem Polymermaterial kann zu 3D-Strukturen aus Kohlenstoff führen. So wollen wir mit den mikropräzisen 3D-Drucksystemen von BMF – weitere Kohlenstoffarchitekturen herstellen, die wir auf strukturelle und materielle Eigenschaften hin untersuchen.“ – Dr. Monsur Islam, KIT

Über BMF – Boston Micro Fabrication
Boston Micro Fabrication (BMF) hat sich auf 3D-Druck mit Mikropräzision spezialisiert. Das microArch-System des Unternehmens beruht auf einer 3D-Drucktchnologie namens PμSL (Projection Micro Stereolithography). Diese Technologie, ermöglicht eine schnelle Photopolymerisation einer Schicht flüssigen Polymers mittels eines UV-Lichtblitzes in mikroskaliger Auflösung. Durch anpassbare Optiken, eine hochwertige Bewegungsplattform und eine kontrollierte Verarbeitungstechnologie, entstehen genaue, hochauflösende 3D-Drucke für die Produktentwicklung, Forschung und industrielle Kleinserienproduktion. Dieser Durchbruch der Branche verschafft Herstellern die Vorteile des 3D-Drucks ohne Abstriche an Qualität oder Skalierbarkeit.
BMF wurde 2016 gegründet und unterhält Niederlassungen in Singapur, Boston, Shenzhen und Tokio. Für weitere Informationen über BMF besuchen Sie bitte www.bmf3d.de

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