CAMBRIDGE, MA. - Ingenieure am Massachusetts Institute of Technology haben biegsame 3D-gedruckte Netzmaterialien für medizinische Anwendungen wie Knie- und Knöchelorthesen entwickelt. Die Flexibilität und Zähigkeit kann so eingestellt werden, dass weichere Gewebe wie Muskeln und Sehnen emuliert und unterstützt werden.
Das Design der flexiblen Netze mit Wellenmuster wurde von der Biegsamkeit der Stoffe und dem natürlichen Strukturproteinkollagen inspiriert, das unter dem Mikroskop kurvigen, ineinander verschlungenen Strängen ähnelt. Diese wurden mit thermoplastischem Polyurethan bedruckt. Je höher die Wellen, desto mehr kann das Netz bei geringer Belastung gedehnt werden, bevor es steifer wird.
Die komplizierten Strukturen in jedem Netz können so angepasst werden, dass zähes, dehnbares, stoffartiges Material für personalisierte, tragbare Stützen entsteht. Sie können sogar auf implantierbare Geräte wie Herniennetze angewendet werden.
Zur Demonstration des Konzepts druckte das Team ein flexibles Netz zur Verwendung in einer Knöchelorthese. Seine Struktur wurde so angepasst, dass es nicht nach innen gedreht werden kann, während sich das Gelenk frei in andere Richtungen bewegen kann.
Zu den weiteren Testgeräten, die sie hergestellt haben, gehören eine Kniestütze, die sich beim Biegen dem Knie anpassen kann, und ein Handschuh mit oben eingenähtem Netz. "3D-gedruckte Kleidung und Geräte sind in der Regel sehr sperrig", sagte Sebastian Pattinson, der die Studie leitete. "Wir haben versucht zu überlegen, wie wir 3D-gedruckte Konstruktionen flexibler und komfortabler machen können, wie Textilien und Stoffe."
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Advanced Functional Materials veröffentlicht.
