Robert Klatt
Ein neues 3D-Druckmaterial mit einem Bakterium ermöglicht das Drucken von leichten, porösen und gleichzeitig robusten Objekte wie etwa Knochen und Korallenstrukturen.
Lausanne (Schweiz). In der Industrie werden Ersatzteilen und Komponenten schon seit langem mit 3D-Druckern produziert. Die Technik hat zudem großes Potenzial für Anwendungen in der Medizin, etwa das Direct Sound Printing (DSP), ein neues 3D-Druckverfahren, das sich direkt im Körper nutzen lässt. Bisher können aber noch nicht alle Materialien mit einem 3D-Drucker reproduziert werden. Problematisch sind zum Beispiel Knochen, die gleichzeitig robust und leicht sowie porös sein müssen. Hinzukommt, dass das Ausgangsmaterial bei 3D-Druck zunächst flüssig sein muss, damit die Düsen es in die neue Form spritzen können.
In der Vergangenheit hat die Forschung versucht, die nötigen Materialeigenschaften durch das Beimischen von Mineralpartikeln herzustellen. Es kam dadurch beim Trocknen aber oft zu Rissen oder zum Schrumpfen des 3D-gedruckten Gegenstands. Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben nun ein neues Druckmaterial entwickelt, mit dem auch Knochen und andere poröse, leichte Objekte wie etwa Korallenstrukturen gedruckt werden können.
Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Materials Today enthält die Tinte ein Bakterium, das Kalziumkarbonat produziert, wenn es mit einer harnstoffhaltigen Lösung in Kontakt kommt. Anschließend mineralisiert sich die 3D-gedruckte Form innerhalb von vier Tagen zu einem knochenähnlichen Material. Damit das Endprodukte keine lebenden Bakterien enthält, wird es nach dem Mineralisierungsprozess in Ethanol (Alkohol) getaucht.
Neben dem Einsatz in der Medizin eignet sich das innovative 3D-Druckmaterial laut den Forscher auch für die Reparatur von Kunstwerken oder für die Produktion von künstlichen Korallen, die bei der Regeneration geschädigter Meeresriffe helfen könnten.
Materials Today, doi: 10.1016/j.mattod.2023.02.001
