de.wedoany.com-Bericht: Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine kostengünstige 3D-Drucklösung zur Herstellung mikroskopischer elektronischer Düsen vorgestellt. Diese Lösung könnte bei der Herstellung von kontrolliert freisetzenden Arzneimittelpartikeln und „selbstheilenden“ Materialien Anwendung finden.

Kernstück der Lösung sind triaxiale Elektrospray-Emitter. Diese Bauteile nutzen ein elektrisches Feld, um drei nicht mischbare Flüssigkeiten gleichzeitig durch ein mikroskopisches Kanalsystem zu transportieren und Tröpfchen mit einer dreischichtigen Struktur zu erzeugen.

Mehrschichtige Tröpfchen können weiter in Mikropartikel umgewandelt werden, wobei jede Schicht eine spezifische Funktion übernimmt. Beispielsweise kann die äußere Schicht im Magen aufgelöst werden, die mittlere Schicht die Freisetzungsrate steuern und die innere Schicht den Wirkstoff zum Zielort im Darm transportieren.

Die herkömmliche Herstellung ist auf Halbleiterprozesse in Reinräumen angewiesen, was kostspielig und schwer skalierbar ist und die Verbreitung dieser Technologie einschränkt.

Das MIT-Team setzt die 3D-Drucktechnologie zur Herstellung von Emitter-Arrays ein. Dieses kompakte Gerät integriert 16 Düsen auf einer Fläche von etwa einem Quadratzentimeter und verfügt über ein komplexes dreidimensionales Mikrokanalnetzwerk, das eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung gewährleistet.

Das Verfahren nutzt die Vat-Photopolymerisationstechnologie, bei der ein Photopolymerharz schichtweise mit UV-Licht ausgehärtet wird, und ersetzt damit die herkömmlichen mehrstufigen Fertigungsprozesse. Das gesamte komplexe Array kann innerhalb weniger Stunden gedruckt werden.

Die Einzelschichtdicke der Bauteile beträgt etwa 25 Mikrometer. Die internen spiralförmigen Kanäle tragen dazu bei, einen gleichmäßigen und stabilen Flüssigkeitsstrom zu jeder Düse aufrechtzuerhalten, was eine stabile Tröpfchenerzeugung gewährleistet.

In Tests erzeugte das 3D-gedruckte Array stabil gleichmäßige dreischichtige Mikrotröpfchen, was für die Massenproduktion von Arzneimittelpartikeln, Biosensoren und Geweberegenerationsmaterialien entscheidend ist. Das MIT wies darauf hin, dass solche geometrischen Strukturen in Reinraumverfahren nicht realisierbar sind und der 3D-Druck der entscheidende Faktor für die Realisierung dieser Technologie war.

Wenn diese Methode skaliert werden kann, könnte sie die Herstellung komplexer Mikropartikel in der Medizin und Materialwissenschaft vereinfachen und die Kosten senken, die derzeit auf das Laborniveau beschränkt sind.

Dieser Artikel wurde von Wedoany übersetzt und bearbeitet. Bei jeglicher Zitierung oder Nutzung durch künstliche Intelligenz (KI) ist die Quellenangabe „Wedoany“ zwingend vorgeschrieben. Sollten Urheberrechtsverletzungen oder andere Probleme vorliegen, bitten wir Sie, uns unverzüglich zu benachrichtigen. Wir werden den entsprechenden Inhalt umgehend anpassen oder löschen.

E-Mail: news@wedoany.com