Suchen

Medizin 3D-gedruckte Arterie überwacht Blutdruck

Redakteur: Katharina Juschkat

Forschern ist es gelungen, auf einem handelsüblichen 3D-Drucker künstliche Arterien aus biokompatiblem Material zu drucken, die automatisch den Blutdruck überwachen. Mit der neuen Technik wären auch künstliche Organe möglich.

Firmen zum Thema

(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Materialwissenschaftler der University of Wisconsin-Madison (USA) haben künstliche Arterien mit dem 3D-Drucker hergestellt, die den Blutdruck von Patienten überwachen können und vom Körper gut akzeptiert werden.

Blutgefäße zu ersetzen ist kein seltener medizinischer Eingriff: In den USA geschieht das bei etwa 450.000 Patienten jährlich, um Blutgerinnsel, Koronarerkrankungen und Schlaganfallschäden zu behandeln. Das Problem dabei: Fast die Hälfte aller Implantate werden vom Körper nicht angenommen, weshalb das transplantierte Gefäß durch CT-Scans und Ultraschall überwacht werden muss.

Was die 3D-gedruckte Arterie kann

Anders die künstliche Arterie aus dem Drucker: Da sie aus biokompatiblem Material ist, wird sie vom Körper nicht abgestoßen. Der flexible Verbundwerkstoff ist außerdem piezoelektrisch - er kann also aus mechanischer Belastung eine elektrische Ladung erzeugen.

Die künstliche Arterie überwacht in Echtzeit den Blutdruck, indem sie auf der Grundlage von Druckschwankungen elektrische Impulse erzeugt, die den Blutdruck im Gefäß ohne zusätzliche Energiequelle bestimmen können. Dabei kann festgestellt werden, ob eine unregelmäßige Bewegung aufgrund einer Blockade in der Arterie vorliegt.

Piezoelektrischer Werkstoff aus dem 3D-Drucker

Hergestellt haben die Forscher das Gefäß mit einem handelsüblichen 3D-Drucker. Dazu kombinierten sie piezokeramische Natrium-Kalium-Niobit-Nanopartikel mit einem Polyvinylidenfluorid-Polymer.

Der Drucker extrudiert das Material durch ein starkes elektrisches Feld in der Nähe der Düse, um die Keramikpartikel zu polarisieren, wodurch die Struktur ihre piezoelektrische Eigenschaft erhält.

Die 3D-gedruckte Arterie besteht aus flexiblem und biokompatiblem Material und kann in Echtzeit den Blutdruck überwachen.
Die 3D-gedruckte Arterie besteht aus flexiblem und biokompatiblem Material und kann in Echtzeit den Blutdruck überwachen.
(Bild: XUDONG WANG)

Herzklappen und Organe drucken

Bisher wurde die Arterie in einem künstlichen Herzsystem getestet, wo sie Kraft- und Druckveränderungen korrekt erkannte. Jetzt wollen die Forscher den 3D-Druckprozess optimieren und die 3D-gedruckte Struktur noch empfindlicher machen.

Die Forscher halten es für denkbar, mit dem neuen Material und mithilfe von 3D-Druck weitere künstliche medizinische Produkte herzustellen, etwa Herzklappen oder Organe.

Die Studie der Materialwissenschaftler ist in der Zeitschrift Advanced Functional Materials veröffentlicht worden.

Form [your] next Mission: Fokuswebinar Bioprinting

Im Fokuswebinar Bioprinting erfährst du alles, was Vordenker der additiven Fertigung in der Medtech-Branche wissen müssen, um 3D-Druck-Projekte erfolgreich umzusetzen – branchenspezifisch, zeiteffizient und individuell. Nach dem Motto "Pick what you need" kannst du im Seminar-Kit zwischen verschiedenen Formaten und Themen wählen.

Jetzt mehr erfahren!

(ID:46844048)