www.nano-3d-drucker.de Mithilfe des Nano 3D-Druckers MBZ-2PP werden dreidimensionale Strukturen erstellt. Diese werden als Zellgerüststrukturen (Scaffolds) für Gewebekultivierung eingesetzt. Der Drucker nutzt die Technologie der Zwei-Photonen-Polymerisation.

1. Sensorik . Robotik . Automation
© TETRA GmbH, Ilmenau, 08/2017
TETRA Gesellschaft für Sensorik, Robotik und Automation mbH
Gewerbepark “Am Wald” 4, 98693 Ilmenau
www.tetra-ilmenau.de
Nano 3D-Drucker für die
Erstellung von dreidimensionalen
Mikro-Implantaten

2. Sensorik . Robotik . Automation
Nano 3D-Drucker MBZ-2PP
Erstellung von Mikro- und Nanostrukturen
• Auflösung bis 400 nm
• Zentimeter-große Strukturen
• Automatisierte Steuerung
• Echtzeit Bussystem
• kundenspezifische Anpassungen
• Femto-Sekunden-Laser

3. Sensorik . Robotik . Automation
Positioniersystem
Steuerprinzip
CNC-Maschine
Bewegungsbereich
200 x 200 x 100 mm (X x Y x Z)
X-Y
Bahngenauigkeit: ± 1 µm
Wiederholgenauigkeit: ± 100 nm
Positionsauflösung: 2,5 nm
Z
Positioniergenauigkeit: 1 µm
Positionsauflösung: 50 nm

4. Sensorik . Robotik . Automation
Nano 3D-Drucker MBZ-2PP
Laser
• Leistung 120 mW
• Wellenlänge 780 ± 10 nm
• Pulsdauer Laserquelle ≤ 120 fs
• Repititionsrate 40 MHz
• Notwendig für Prozess
Zwei-Photonen-Polymerisation

5. Sensorik . Robotik . Automation
Zwei-Photonen-Polymerisation

6. Sensorik . Robotik . Automation
Materialien
Bis zu 99% „Baustoff“:
• Organische Mono-/Oligo- oder Polymere
• Dispersionen aus Polymeren (Binder)
und keramischen Pulvern
1-5% Photoinitiator:
Wird durch Bestrahlung aktiviert
und ruft chemische
Polymerisationsreaktion hervor
Zusätze:
• Lösemittel
• Stabilisatoren
• etc.

7. Sensorik . Robotik . Automation
Scaffolds
• Bisher 2D Gewebe etabliert
• Zellen entwickeln in 3D Gewebe Funktionalität
• Anpassung der Strukturen auf Zelltyp (Größe, Form)
• SchwarzP-Zelle für Porosität und Skalierbarkeit
• Nutzung biokompatibler Hydrogele

8. Sensorik . Robotik . Automation
Scaffolds
• Scaffolds als Implantate für Knochenfehlstellen
• Nach Implantation Füllen mit wachstumsanregendem
Hydrogel
• Knochenzellen wachsen innerhalb der Struktur zusammen
• Scaffold löst sich nach bestimmter Zeit auf

9. Sensorik . Robotik . Automation
Klinische Tests an Ratten
Woche 2 Woche 5

10. Sensorik . Robotik . Automation
Vorteile + Nachteile
Vorteile Nachteile
- Hohe Stabilität
- Gute Duktilität
- Mögliche Entstehung von
Korrosion
- Biokompatibilität
- Biodegradierbarkeit
Metalle
Vorteile Nachteile
- Durch gezielte Mischung der
Polymere
maßgeschneiderte
Eigenschaften
(Biokompatibilität,
Biodegradierbarkeit, Festigkeit,
Viskoelastizität etc.)
- Stabilität, Härte u.a.
geringer als bei Metallen
Polymere

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Angebot
Maschine:
Nano 3D-Drucker
Entwicklungsleistungen:
kundenspez. Lösungen
Service:
Lohnfertigung
▪ Nano 3D-Drucker:
➢ Nano 3D-Drucker Basisgerät
➢ Weitere Funktionalitäten auf Anfrage (Galvo-Scanner,
Sicherheitswerkbank II, UV-Sterilisation u.a.)
▪ Kundenspezifische Lösungen:
➢ Exklusive und nicht exklusive Entwicklungsleistungen
➢ Integration weiterer Analyse- und Bearbeitungsmodule
▪ Lohnfertigung:
➢ Teststrukturen
➢ Kleinserien
➢ Charakterisierung neuer Materialien

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Zusammenfassung
• Durch den UKP-Laser ist Technologie Zwei-Photonen-
Polymerisation möglich
• 3D Druck auf Nano- und Mikrometerskala
• Neue Möglichkeiten in Tissue Engineering,
Wirkstofftests, Photonik

13. Sensorik . Robotik . Automation
Dankeschön