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Foto: © MIT

Hydrogele sind stabile Polymermembranen mit großem Wasseranteil, die zukünftig verwendet werden könnten, um Medikamente in Wunden einzubringen oder eine Geweberegeneration mit einem stabilen, aber anpassungsfähigen Gerüst zu ermöglichen. Bisher hatten Hydrogele jedoch den Nachteil, dass sie instabil bzw. brüchig waren oder durch ihre harten chemischen Umgebungen lebende Zellen zerstören, die sie einschließen.

Am MIT konnten Wissenschaftler nun Hydrogele entwickeln, die stabil bleiben. Sie können diese sogar in einer Vielzahl von Formen mit dem 3-D-Drucker herstellen. Die „Tinte“ ist dabei das besondere an dieser Neuentwicklung. Sie besteht aus einem Biopolymerkomposit aus drei Zutaten: einem Polymer, welches das gedruckte Material elastisch macht, einem Polymer, das es sogleich stabil macht, auch wenn große Kräfte einwirken, und einem weiteren biokompatiblen Nanostoff, der es zulässt, die Viskosität des Materials genau anzupassen, sodass die Fließgeschwindigkeit beim Drucken optimal ist. Die gedruckten Objekte – vom Gerüst bis zur Form für Knorpelgewebe für Nase, Ohr oder Gelenke – können zu 99 % komprimiert werden und springen dann wieder in ihre ursprüngliche Form zurück. Im Labortest hat sich das Gewebe sogar als stabiler als echtes Knorpelgewebe gezeigt. Nun soll die Auflösung des Druckers noch optimiert werden, da dieser bisher Details bis zu „nur“ 500 µm umsetzen kann.

Im Bild oben: die Struktur des Hydrogels in drei Skalen bis zum molekularen Level, unten: das so 3-D-gedruckte Material ist extrem flexibel und lässt sich flach drücken, um danach wieder in seine Ursprungsform zurückzuspringen. © MIT