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Atemwegsstents aus dem Drucker

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Atemwegsstents aus dem Drucker

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Drei Prototypen der Atemwegsstents mit unterschiedlichen Designs (Bild: aus Paunovic N, et al. ScieAdv, 2020)
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Digital Light Processing | Einen neuartigen bioresorbierbaren Atemwegsstent hat einTeam der ETH Zürich mittels Digital Light Processing oder kurz DLP hergestellt.

Um eine krankhafte oder verletzungsbedingte Verengung der Luftröhre oder der Hauptbronchien zu beheben, setzen Chirurgen den Betroffenen röhrenförmige Stents aus medizinisch verwendbarem Silikon oder Metall ein. Diese verschaffen zwar rasch Besserung, aber Metallstents müssen operativ entfernt werden, und Silikonstents wandern weg von der Stelle des Einsetzens, da sie nicht an die Anatomie eines Patienten angepasst sind.

Ein Forschungsteam der ETH Zürich, zusammengesetzt aus Mitgliedern der Gruppen Komplexe Materialien und Drug Formulation & Delivery, hat nun gemeinsam mit Forschenden des Universitätsspitals und der Universität Zürich einen neuen Typ von Atemwegsstent entwickelt: Dieser ist auf einen Patienten zugeschnitten und bioresorbierbar. Hergestellt werden diese Stents mit einem 3D-Druckverfahren, dem Digital Light Processing oder kurz DLP. Das Material dafür sind eigens zu diesem Zweck angepasste lichtempfindliche Harze. Zuerst erstellen die Forscher eine Computertomographie eines spezifischen Abschnitts der Atemwege. Darauf basierend entwickeln sie ein digitales 3D-Modell des Stents. Die Daten werden an den DLP-Drucker weitergegeben, der den maßgeschneiderten Stent Schicht für Schicht herstellt.

Bislang konnten mit der DLP-Technik und bioabbaubaren Materialien nur steife und spröde Objekte hergestellt werden. Die ETH-Forschenden entwickelten deshalb ein spezielles Harz, welches nach der Belichtung elastisch wird. Es basiert auf zwei verschiedenen Makro-Monomeren. Die Materialeigenschaften des damit erzeugten Objekts lassen sich über die Länge (genauer: über das Molekulargewicht) der eingesetzten Monomere sowie über deren Mischungsverhältnis steuern. Die Stents wurden bereits erfolgreich an Kaninchen getestet. Nun soll das Einsetzen der Stents so schonend wie möglich gestaltet werden.

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