Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wollte Dr. Monsur Islam Kohlenstoffstrukturen erzeugen, um verschiedene Gerüste für das Wachstum von Zellgewebe zu schaffen. Dazu wird ein glasartiges Kohlenstoffmaterial verwendet, das durch die Karbonisierung eines 3D-gedruckten Rohlings entsteht. Dazu benötigte Dr. Islam einen hochauflösenden 3D-Drucker der im richtigen Maßstab und mit einem Material arbeitet, das für die Karbonisierung geeignet ist.

Nach verschiedenen Versuchen stieß er auf den microArch® S130 von Boston Micro Fabrication (BMF), der eine Auflösung von 2µm bietet. Der Drucker konnte die komplexeren inneren Strukturen der Gerüste mit engen Toleranzen und hoher Auflösung aus dem HTL-Harz von BMF drucken. Die 3D-gedruckten Vorprodukte karbonisierten anschließend problemlos. Die Auflösung und der Maßstab des 3D-Druckers von BMF erreichten die für erfolgreiche 3D-Zellbesiedlung notwendigen Werte.

Mit dem microArch S130 wurde ein Würfel mit Kantenmaßen von 1,3 x 1,3 x 1,3 Millimeter und 100 x 100 μm messenden Tunneln im Abstand von 100 μm in Schichten von 5μm gedruckt. Nach der Karbonisierung wurden die Gerüste in der Zellkultivierung und Gewebeentwicklung getestet. Nun das Struktur-Design weiterentwickelt.

„Kohlenstoff ist ein interessantes Material mit einzigartigen Eigenschaften. Die Herstellung komplexer 3D-Strukturen aus Kohlenstoff ist eine Herausforderung. Die additive Fertigung ermöglicht die Herstellung komplexer 3D-Strukturen aus einer Vielzahl von Polymerwerkstoffen. Die Karbonisierung von 3D-gedrucktem Polymermaterial kann zu 3D-Strukturen aus Kohlenstoff führen. Mit den mikropräzisen 3D-Drucksystemen von BMF werden wir weitere Kohlenstoffarchitekturen herstellen, um die strukturellen und materiellen Eigenschaften zu untersuchen.“ – Dr. Monsur Islam, KIT