Vallankumous biolääketieteessä: Löydä uusia materiaaleja 3D-tulostukseen!

Vallankumous biolääketieteessä: Löydä uusia materiaaleja 3D-tulostukseen!

8. maaliskuuta 2025 biolääketieteen tekniikassa on lupaavia kehityskulkuja, joita esitteli Potsdamin yliopiston "Sovelletun fotokemian ja 3D-bioelektroniikan" työryhmän johtaja tohtori Johannes Gurke. Hänen tutkimuksensa keskittyy uusien materiaalien kehittämiseen, jotka on valmistettu soveltamalla valoa kemiallisissa reaktioissa, jotka tunnetaan nimellä fotokemia. Näitä innovatiivisia lähestymistapoja tukee liittovaltion opetus- ja tutkimusministeriön (BMBF) rahoitustuki lähes 2,5 miljoonalla eurolla, mikä korostaa näiden teknologioiden merkitystä ja potentiaalia.

Dr. Gurken tiimin päätavoitteena on tuottaa viskoosista hartsista sähköä johtavia materiaaleja, jotka valmistetaan 3D-tulostustekniikoilla. Tämä avaa uusia mahdollisuuksia bioelektroniikassa, erityisesti sähköisten signaalien tarkassa mittauksessa biologisissa järjestelmissä, kuten hermoissa ja sydämessä. Pitkän aikavälin suunnitelmana on kehittää biolääketieteellisiä tuotteita, jotka voidaan räätälöidä tiettyjen aivoalueiden ja yksittäisten potilaan tarpeiden mukaan. Näitä tutkimusponnisteluja tukevat BMBF:n "NanoMatFutur" nuorten lahjakkuuksien kilpailu ja toinen projekti "KMU innovatiivisessa" -ohjelmassa yhteistyössä xolo GmbH:n kanssa.

Innovatiiviset painotekniikat biolääketieteen tekniikassa

xolo GmbH on kehittänyt uuden 3D-tulostustekniikan nimeltä xolography, joka yhdistää kaksi valonsädettä. Tällä tekniikalla voidaan luoda biologisesti yhteensopivia materiaaleja, joilla on monimutkainen geometria ja tavoitteena on käyttää tekniikkaa lääkekehityksessä. Lisäksi tohtori Gurken työtä ohjaavat tieteelliset edistysaskeleet lisäaineiden valmistuksessa ja polymeerien kehittämisessä. Instituutit, kuten Fraunhofer IAP, ovat erikoistuneet kehittämään tälle alalle polymeerimateriaaleja, joilla on elastisia ja biomimeettisiä ominaisuuksia.

Näiden materiaalien laatu on ratkaisevan tärkeää räätälöityjen proteesien ja implanttien luomisessa, jotka on räätälöity tiettyihin potilaiden vammoihin. Esimerkiksi pehmytkudosten dislokaatioiden eristyskapselit voidaan suunnitella edistämään kudosten perfuusiota. Fraunhofer IAP:n lähestymistapa korostaa korkealaatuisten ja tiukat lääketieteelliset vaatimukset täyttävien materiaalien käyttöä.

Kestäviä lähestymistapoja materiaalikehitykseen

Toinen tärkeä näkökohta näiden materiaalien kehittämisessä on kestävän kemian käyttö. Tutkijat työskentelevät biohajoavien implanttien ja uusiutuvista raaka-aineista valmistettujen implanttien valmistuksessa myrkyllisten tai kriittisten raaka-aineiden välttämiseksi. Nämä kestävät ratkaisut tukevat kasvavaa kysyntää ekologisesti vastuulliselle teknologialle, jolla ei ole pelkästään lääketieteellisiä vaan myös ympäristöystävällisiä tavoitteita.

Yhteenvetona voidaan todeta, että laitosten ja yritysten yhteistyö osoittaa, kuinka valo- ja 3D-tulostustekniikoiden innovatiivinen käyttö luo uusia näkökulmia lääketieteelliseen teknologiaan. Tohtori Gurken ja hänen tiiminsä kehitys Potsdamin yliopistossa ovat vain muutamia esimerkkejä edistysaskelista, joilla voi olla merkittävä vaikutus biolääketieteen tuotteiden tulevaisuuteen. Aikana, jolloin innovatiiviset ratkaisut ovat yhä tärkeämpiä, nämä hankkeet ovat lääketieteen teknologisen muutoksen eturintamassa.