Plazmkezelés a 3D nyomtatás során javítja az implantátumok elfogadottságát

Felületi funkcionálisítás egy az additív gyártásba integrált plazmaforráson keresztül. © Fraunhofer IST, Falko Oldenburg / Felületi funkcionálisítás egy plazmaforrás segítségével, amely az additív gyártásba van integrálva. © Fraunhofer IST, Falko Oldenburg

Plasmabehandlung eines 3D-gedruckten Bauteils. © Fraunhofer IST, Paul Kurze / Plasmabehandlung eines 3D-gedruckten Bauteils. © Fraunhofer IST, Paul Kurze

mesterséges csípőízületek, személyre szabott szívbillentyűk vagy pontosan illeszkedő vérerek – implantátumok, különösen az úgynevezett scaffolds, azaz 3D-nyomtatott vázstruktúrák alapján, egyre fontosabb szerepet játszanak a regeneratív és személyre szabott orvoslásban. Fontos, hogy a scaffolds jól elfogadottak legyenek a testsejtek által, és ne forduljon elutasító reakció. A plazmával végzett előkezelés megteremtheti ennek a feltételeit. A Medizin- és Pharmatechnologie teljesítményközpontban a Fraunhofer Intézet Rétegszerkezet- és Felületechnológiai IST kutatói sikerrel integráltak egy plazmaforrást egy 3D-nyomtatóba, így a felület módosítható. A cél az, hogy a scaffolds már a nyomtatási folyamat során plazmával kezelve legyenek, hogy a kívánt tulajdonságokat elérjék.

A plazmával végzett kezelés révén a nyomtatott implantátumok vagy az egyes filamentumok felülete módosítható. Oxygén tartalmú csoportok képződnek, amelyek javítják a scaffolds nedvességtartását, ezáltal megkönnyítve a sejtek eloszlását a vázban és annak felületén. Ha a plazmához egy úgynevezett rétegalkotó anyagot adnak, akkor a vázstruktúrákon további funkcionális csoportok hozhatók létre, amelyek kémiai kötést vagy elektrosztatikus kölcsönhatásokat létesítenek egész sejtek vagy biomolekulák között. Így például javítható a sejten való tapadás, vagy fehérjék, például antitestek kötődhetnek a felületekre. A leírt technológia nemcsak az implantológia számára érdekes, hanem a 3D-nyomtatott gyógyszerek gyártásában is, például amikor különböző anyagok közötti tapadást kell beállítani.

Jelenleg pontforrást használnak a plazmával való kezeléshez, amellyel a nyomtatott struktúrák viszonylag kis felületen magas felbontással módosíthatók. A különlegesség abban rejlik, hogy a forrás maga is elég kicsi ahhoz, hogy beépíthető legyen egy alacsony építési magasságú, hétköznapi 3D-nyomtatóba. Ezáltal a kezelés közvetlenül a nyomtatási folyamathoz kötött, és további átalakítás nélkül, a réteg nyomtatása után is elvégezhető. A hosszú távú cél egy gyűrűszerkezet alkalmazása, amely a nyomtatófej körül van felszerelve, így lehetővé téve a felület módosítását közvetlenül a nyomtatási folyamat során.

Háttérinformációk a Fraunhofer Medicina- és Pharmatechnologie Teljesítményközpontról

A Medicina- és Pharmatechnologie Teljesítményközpont célja, hogy innovációs irányt mutatva gyorsan átültessen ötleteket a gyakorlatba – mindig különös hangsúlyt fektetve a felhasználók biztonságára. Ennek érdekében a Fraunhofer ITEM és IST intézetek, valamint az IMTE intézmény szakértelmüket egyesítve, szoros együttműködésben egyetemekkel és szervezetekkel fejlesztenek új orvostechnológiákat. Interdiszciplináris szakértői hálózatként a teljesítményközpont képzési koncepciókat és szakmai tudásokat közvetít, és ideális feltételeket teremt a tudományos fejlődés gyorsításához, a medicina- és pharmatechnológia alkalmazására a betegek javára. A kínálat magában foglal tanácsadási és fejlesztési szolgáltatásokat a neuro- és inhalációs technológiák, valamint a gyógyszertechnológia területén, beleértve a képalkotást, az additív gyártást, a gyógyszerkészítmény-fejlesztést és az aeroszoltechnikát.