Polymere und Elektronik

Funktionale Polymere für das Rapid Prototyping zum Aufbau von künstlichen Blutgefäßen

Das Fertigen von individualisierten Medizinprodukten bedarf neuster generativer Prozessmethoden. Rapid Prototyping (RP) beschreibt einen Prozess, der computergestützte Designvorlagen (CAD) von komplexen Bauteilen in wenigen Stunden materialisiert.

Für das Fertigen von kleinsten (Auflösungsvermögen < 1 µm) gewebeversorgenden Blutgefäßsystemen werden Materialien benötigt, die einerseits die Prozessparameter erfüllen und andererseits den hohen Ansprüche eines Medizinproduktes gerecht werden.

Die Entwicklung und Bereitstellung geeigneter Materialien, die den Ansprüchen des RPs genügen und zudem der Verwendung als Blutgefäßsysteme und somit der biologischen Kompatibilität sowie der Langzeitstabilität gerecht werden, wurde mit photovernetzbaren Acrylaten realisiert. Diese eignen sich als kostengünstige Materialklasse zur Herstellung von Inkjet-Tinten im RP-Bereich. So existiert eine große Anzahl an kommerziell erhältlichen Acrylat-funktionalisierten Ausgangskomponenten aus denen sich Mischungen zusammenstellen lassen, die zu Produkten mit relevanten chemischen und physikalischen Eigenschaften führen. Acrylat-basierte Materialien haben sich in der Medizintechnik bereits bewährt und spiegeln in ihrem Anwendungsbereich von Zahnfüllungen bis hin zu Kontaktlinsen die mechanische Bandbreite wieder, die sich durch Wahl der Einzelkomponenten und ihrer Zusammensetzung einstellen lässt.

Am Fraunhofer IAP werden auch neue photovernetzbare Materialien entwickelt, die den prozessbedingten Randbedingungen für den Inkjet-Druck und stereolithographische Verfahren  genügen. Dazu zählen die Einhaltung der Viskositätsgrenzen der einzustellenden Materialien ebenso wie die Fähigkeit zur flächigen UV-Vernetzung oder in einem fokussierten Laserlicht im sichtbaren Bereich auszuhärten.

Für neuartige Aushärtungsmethoden wie der Multiphotonenpolymerisation (MPP) werden erforderliche hocheffiziente Photoinitiatorsysteme entwickelt.