Ultraschall bildet ein Schallfeld in dem Partikel zu einem Objekt geformt werden. Abbildung: Kai Melde, MPI for Medical Research, Heidelberg University

3D-Druck mit Ultraschall

Publiziert

Forschende am Max-Planck-Institut haben eine neue Technologie entwickelt, um Materie in 3D zu drucken. Sie nutzen dabei Schallwellen, um Druckfelder zu erzeugen. Innerhalb dieser Schallfelder können zum Beispiel Feststoffpartikel oder biologische Zellen zu ausgewählten Formen zusammengesetzt werden. Die Erkenntnisse ebnen den Weg für neuartige 3D-Zellkulturtechniken mit hoher Relevanz für biomedizinische Techniken.

3D-Druck ermöglicht die Herstellung komplexer Teile aus verschiedenen, sogar biologischen Materialien. Herkömmlicher 3D-Druck kann ein langsamer Prozess sein, bei dem Objekte schichtweise aufgebaut werden. Forscherende in Heidelberg und Tübingen zeigen nun, wie man aus kleineren Bausteinen in nur einem Schritt ein 3D-Objekt formt.

«Mit zielgerichtetem und geformten Ultraschall konnten wir kleinste Partikel in einem einzigen Schritt zu einem dreidimensionalen Objekt zusammenfügen», sagt Kai Melde, Postdoc in der Gruppe und Erstautor der Studie. «Das kann für das sogenannte Bioprinting sehr nützlich sein. Die dort verwendeten Zellen sind besonders empfindlich gegenüber Umwelteinflüssen und Ultraschall ist eine sanfte Methode», ergänzt Peer Fischer, Professor an der Universität Heidelberg.

Schallwellen üben Kräfte auf Materie aus – eine Tatsache, die jeder Konzertbesucher kennt, der die Druckwellen eines Lautsprechers erlebt. Mit hochfrequentem Ultraschall, der für das menschliche Ohr nicht hörbar ist, können die Wellenlängen unter einen Millimeter in den mikroskopischen Bereich verschoben werden, mit dem Forschende sehr kleine Bausteine ​​wie biologische Zellen manipulieren.

In früheren Studien zeigten Peer Fischer und Kolleginnen und Kollegen, wie Ultraschall mithilfe von akustischen Hologrammen – 3D-gedruckten Platten, die ein bestimmtes Schallfeld kodieren sollen – erzeugt werden kann. Sie demonstrierten, dass diese Schallfelder verwendet werden können, um Materialien zu zweidimensionalen Mustern zusammenzusetzen.

Mit ihrer neuen Studie konnte das Team die Idee noch einen Schritt weiterbringen. In den Schallfeldern fangen sie frei im Wasser schwebende Partikel und Zellen ein und setzen sie zu dreidimensionalen Formen zusammen. Darüber hinaus funktioniert die neue Methode mit einer Vielzahl von Materialien, darunter Glas- oder Hydrogelperlen und biologische Zellen. Erstautor Kai Melde sagt, dass „die entscheidende Idee war, mehrere akustische Hologramme zusammen zu verwenden und so ein Schallfeld zu bilden, das die Partikel einfangen kann“. Heiner Kremer, der den Algorithmus zur Optimierung der Hologrammfelder geschrieben hat, ergänzt: «Die Digitalisierung eines ganzen 3D-Objekts in Ultraschall-Hologrammfelder ist sehr rechenintensiv und erforderte neue Rechenroutinen.»

Die Wissenschaftler glauben, dass ihre Technologie für die Bildung von Zellkulturen und Geweben in 3D einen großen Fortschritt bedeutet. Der Vorteil des Ultraschalls besteht darin, dass er schonend für Zellen ist und tief in das Gewebe eindringen kann. So kann die neue Methode verwendet werden, um Zellen ohne Schaden auch aus der Ferne zu manipulieren.

EVENTS

LOPEC

International führende Fachmesse mit Kongress für Gedruckte Elektronik

Datum: 05.-07. März 2024

Ort: München (D)

Trendtage Gesundheit Luzern

Die TGL sind die führende nationale Plattform für Trends und Perspektiven im Gesundheitswesen.

Datum: 06.-07. März 2024

Ort: Luzern (CH)

5. VVG Forum

Die eidgenössische Finanzmarktaufsicht macht Druck auf die Krankenversicherer, der Preisüberwacher auf die Tarife in den Halbprivat- und Privatversicherungen.

Datum: 07. März 2024 (Digital/Online – Teil 1) / 21. März 2024 (2. Teil – physisch)

Ort: Zürich (CH)

SVI Jahrestagung

SVI Jahrestagung

Datum: 07. März 2024

Ort: Technopark Zürich (CH)

INTERNORGA

Leitmesse für den Ausser-Haus-Markt

Datum: 08.-12. März 2024

Ort: Hamburg (D)

IFM Day 2024

Kreislaufwirtschaft: Neue Chancen für das Facility Management durch innovative Geschäftsmodelle

Datum: 8. März 2024

Ort: Wädenswil (CH)

ZHAW-IFM Day

Der IFM-Day der ZHAW findet als Begegnungstag für FM-Ausbildung und FM-Praxis statt.

Datum: 08. März 2024

Ort: Wädenswil (CH)

Pro Wein

Internationale Fachmesse für Weine und Spirituosen

Datum: 10.-12. März 2024

Ort: Düsseldorf (D)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 19.-21. März 2024

Ort: Stuttgart (D)

Anuga FoodTec

Internationale Zuliefermesse für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Datum: 19.-22. März 2024

Ort: Köln (D)

Additive Manufacturing Forum

Die Entscheider- und Expertenkonferenz bringt das gesamte Wertschöpfungssystem rund um die additive Fertigung zusammen.

Datum: 20.-21. März 2024

Ort: Berlin (D)

Führungstagung

Veranstaltung der SGGPsy und Careum 2024

Datum: 20. März 2024

Ort: Zürich (CH)

FutureHealth Basel

Accelerating the healthcare system

Datum: 21. März 2024

Ort: Basel (CH)

SWISS eHEALTH FORUM

Pusher der Digitalisierung im Gesundheitswesen

Datum: 21. März 2024

Ort: Bern (CH)

Gastia

Die Fach- und Erlebnismesse für Gastfreundschaft

Datum: 24.-26. März 2024

Ort: Olma Messen St.Gallen (CH)

Schoggifestival

Das Schoggifestival geht in die dritte Runde!

Datum: 24. März 2024

Ort: Kulturareal Mühle Tiefenbrunnen, Zürich (CH)

HR Festival Europe

Fachmesse für HRM, trainings to business und Corporate Health

Datum: 26.-27. März 2024

Ort: Zürich (CH)

analytica

Leitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference

Datum: 09.-12. April 2024

Ort: München (D)

DMEA

Connecting Digital Health

Datum: 09.-11. April 2024

Ort: Berlin (D)

Lebensmitteltag

Die führende schweizerische Lebensmittelfachtagung von bio.inspecta und SQS

Datum: 18. April 2024

Ort: Luzern (CH)

Hannover Messe

Transfoming Industry Togheter

Datum: 22.-26. April 2024

Ort: Hannover (D)

Altenpflegemesse

Leitmesse für die Pflegewirtschaft

Datum: 23.-25. April 2024

Ort: Essen (D)

Control

Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung

Datum: 23.-26. April 2024

Ort: Stuttgart (D)

SBK Kongress

Kongress vom Berufsverband der diplomierten Pflegefachpersonen der Schweiz

Datum: 02.-03. Mai 2024

Ort: Bern (CH)

ICV Gesundheitstagung Schweiz

Controlling im Spannungsfeld von Innovation, Kostenmanagement und digitaler Transformation.

Datum: 07.05.2024

Ort: Ostschweizer Fachhochschule (CH)

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 13.-17. Mai 2024

Ort: München (D)

HealthEXPO

Gesundheit, New Health Care und Zukunftsform

Datum: 25. Mai 2024

Ort: Basel (CH)

drupa

Weltweit führende Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 28. Mai-07.Juni 2024

Ort: Düsseldorf (D)

Vorsorge-Symposium

Fachmesse 2. Säule sowie ein Vorsorge-Symposium

Datum: 5. - 6. Juni 2024

Ort: Zürich (CH)

ArbeitsSicherheit Schweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 05.-06. Juni 2024

Ort: Zürich (CH)

EPHJ-EPMT-SMT

Internationale Ausstellung für Uhrenindustrie, Mikrotechnologie und Medizinaltechnik

Datum: 11 – 14 Juni 2024

Ort: Palexpo Genf (CH)

Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 10.-14. Juni 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

Swiss Medtech

Mastering Complexity

Datum: 11. Juni 2024

Ort: Bern (CH)

PFLEGE PLUS

Die Fachmesse PFLEGE PLUS bringt Fachbesucher mit ausstellenden Unternehmen, Branchenverbände sowie Experten des Pflegemarkts zusammen.

Datum: 14.-16. Mai 2024

Ort: Stuttgart (D)

e-Healthcare Circle

Immer wieder wird erzählt, welche positiven Wirkungen Digitalisierung auf das Gesundheitswesen haben kann.

Datum: 20. Juni 2024

Ort: Zürich (CH)

MedtecLIVE with T4M

Fachmesse für die gesamte Wertschöpfungskette der Medizintechnik

Datum: 18.-20. Juni 2024

Ort: Stuttgart (D)

Blezinger Healthcare

9. Fachkonferenz – Das Pflegeheim der Zukunft

Datum: 20.-21. Juni 2024

Ort: Luzern (CH)

Blezinger Healthcare

9. Fachkonferenz - Das Pflegeheim der Zukunft

Datum: 20.-21. Juni 2024

Ort: Luzern (CH)

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

Rehacare

Die REHACARE ist die internationale Fachmesse für Rehabilitation, Prävention, Inklusion und Pflege.

Datum: 25. - 28. September 2024

Ort: Düsseldorf (D)

Immohealthcare

Ein Treffpunkt für die Healthcarebranche

Datum: 18. September 2024

Ort: Basel (CH)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 24.-26. September 2024

Ort: Nürnberg (D)

Cleanzone

Internationale Fachmesse und Kongress für Reinraumtechnologie

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 18.-19. September 2024

Ort: Beaulieu Lausanne (CH)

Blezinger Healthcare

14. Fachkonferenz – Das Spital der Zukunft

Datum: 10.-12. September 2024

Ort: Bern (CH)

IN.STAND

Die Messe für Instandhaltung und Services

Datum: 08.-09. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

Chillventa

Weltleitmesse der Kältetechnik

Datum: 08.-10. Oktober 2024

Ort: Nürnberg (D)

SIAL

Fachmesse für Nahrungsmittel-Innovationen

Datum: 19.-23 Oktober 2024

Ort: Paris (F)

ZAGG

DER BRANCHENTREFFPUNKT MIT RELEVANTEN GASTRO-TRENDS

Datum: 20.-23. Oktober 2024

Ort: Luzern (CH)

IFAS

Fachmesse für den Gesundheitsmarkt

Datum: 22.-24. Oktober 2024

Ort: Zürich (CH)

ALL4PACK EMBALLAGE

The global marketplace for Packaging Processing Printing Handling

Datum: 04.-07. November 2024

Ort: Paris (F)

Medica

Die Weltleitmesse der Medizinbranche

Datum: 11.-14. November 2023

Ort: Düsseldorf (D)

Compamed

Schmelztiegel für High-Tech-Lösungen in der Medizintechnik

Datum: 11.-14. November 2024

Ort: Düsseldorf (D)

AUTOMA+

Pharmaceutical Automation and Digitalisation Congress 2024

Datum: 18.-19. November 2024

Ort: Geneva (CH)

Swiss Handicap

Nationale Messe für Menschen mit und ohne Behinderung.

Datum: 29. November-1. Dezember 2024

Ort: Luzern (CH)

TUTTOFOOD

Internationale B2B-Messe für Food & Beverage

Datum: 05.-08. Mai 2025

Ort: Mailand (I)

LABVOLUTION

Europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflows

Datum: 20.-22. Mai 2025

Ort: Messegelände Hannover (D)

Automatica

Die Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 24.-27. Juni 2025

Ort: München (D)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse und Kongressfür Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 24.-27. Juni 2025

Ort: München (D)

Swiss Medtech Expo

Fachmesse und Symposium: Inspiration, Weiterbildung und Netzwerk

Datum: 16. - 17. September 2025

Ort: Luzern (CH)

Oils + fats

Leitmesse der Öl- und Fettindustrie in Europa.

Datum: 15.-19. September 2025

Ort: München (D)

AM Expo

Fachmesse und Symposium: Inspiration, Weiterbildung und Netzwerk

Datum: 16.-17. September 2025

Ort: Luzern (CH)

CMS Berlin

Internationale Leitmesse für Reinigung und Hygiene

Datum: 23.-26. September 2025

Ort: Berlin (D)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 23. - 25. September 2025

Ort: Nürnberg (D)

Anuga

Weltweite Ernährungsmesse für Handel und Gastronomie/Ausser-Haus-Markt

Datum: 04.-08. Oktober 2025

Ort: Köln (D)

A + A

Messe und Kongress für Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit

Datum: 04.-07. November 2025

Ort: Düsseldorf (D)

igeho

Internationale Plattform für Hotellerie, Gastronomie, Take-away und Care-Institutionen in der Schweiz

Datum: November 2025

Ort: Basel (CH)

Pumps & Valves

Die Fachmesse für industrielle Pumpen, Armaturen & Prozesse

Datum: 26. - 27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

index

Weltleitmesse für Vliesen

Datum: 21.-24. April 2026

Ort: Genf (CH)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 07.-13. Mai 2026

Ort: Düsseldorf (D)

Bezugsquellenverzeichnis