Open Material Mode ebnet den Weg zur Entwicklung innovativer Materialien für Medizinprodukte

Technologische Fortschritte machen es möglich, in der Forschung neue Horizonte zu erschließen, schneller zu iterieren und sogar potenziell lebensrettende Produkte zu entwickeln, die zuvor nicht greifbar waren.

Der Open Material Mode (OMM) für die 3D-Drucker der Serien Form 3 und Form 4 ermöglicht es erfahrenen Anwender*innen und Forschenden, die Grenzen des 3D-Drucks zu erweitern, indem sie mit jedem beliebigen, bei 405 nm härtenden Photopolymer-Kunstharz von Drittanbietern drucken oder ihre eigenen individuellen Materialien entwickeln.

Für Poly-Med und restor3d, zwei Hersteller von Medizinprodukten, öffnete OMM das Tor zur Entwicklung von individuellen Kunstharzen für den 3D-Druck von Medizinprodukten. Bei Poly-Med treibt OMM, zusammen mit der fortgeschrittenen Erhitzung der Drucker der Form-Serie, die Entwicklung von bioresorbierbaren Harzen voran. Bei restor3d erzielt OMM wertvolle Zeiteinsparungen bei der Bedienung von Geräten, da das Team auf die Hardware und Einstellungen des Form 4B sowie Formlabs' PreForm-Software zurückgreifen kann, um eigens entwickelte Harze zu drucken.

Dank der Geschwindigkeit, Genauigkeit und Erhitzungsfunktion der Drucker der Form-Serie erschließen erfahrene Anwender*innen und Forschende jetzt mithilfe von OMM ungeahnte Möglichkeiten für Materialinnovationen und fortgeschrittene Anwendungen.

Poly-Med produziert resorbierbare Medizinprodukte, die in den Körper implantiert werden können und sich mit der Zeit abbauen. Das Unternehmen begann mit resorbierbaren Thermoplasten, bevor es schließlich zum 3D-Druck überging. Aaron Vaughn, Leiter für Materialwissenschaft und Technologie bei Poly-Med, merkt an, dass es vor sechs Jahren, zu Beginn von Poly-Meds Projekt zur Entwicklung resorbierbarer Materialien für den 3D-Druck, noch keine resorbierbaren Harze für den SLA-3D-Druck auf dem Markt gab, da die verfügbare 3D-Drucktechnologie die Entwicklung solcher Materialien nicht unterstützte.

Vor Formlabs verwendete Poly-Med den einzigen professionellen Kunstharz-Drucker mit Open-Source-Option, den das Unternehmen kannte. „Der Drucker, den wir vor dem Form 3 verwendet haben, hatte entscheidende Einschränkungen, die unsere Materialentwicklung hemmten“, so Vaughn.

Er erklärt, dass beim 3D-Druck mit Photopolymer-Kunstharz „eine der großen Einschränkungen bei den frühen Druckern in der Erhitzung des Kunstharzes bestand“. Mit Formlabs' 3D-Druckern der Form-Serie fand Poly-Med schließlich Drucker mit der für seine Forschung und Entwicklung erforderlichen Erhitzungsfunktion, benötigte aber ein offenes Ecosystem, um ihre Kapazität voll auszunutzen.

Seit der Einführung von OMM auf den Druckern der Form-Serie kann Poly-Med das Ecosystem von Formlabs nutzen, um Kunstharze für SLA-3D-gedruckte Vorrichtungen zur Gewebestützung, Geweberegeneration und Strukturen zur Hohlraumfüllung zu entwickeln.

Die Druckeinrichtung auf Druckern mit OMM wird weiterhin mit PreForm durchgeführt, der kostenlosen Druckvorbereitungssoftware von Formlabs. Die detaillierten Einstellungen in PreForm erlauben die Entwicklung von Spezialprofilen für individuelle Harze und die Möglichkeit, Druckparameter präzise abzustimmen.

Eine vollständige Liste der Parameter für die Druckeinstellungen finden Sie hier. Weitere Informationen zum Drucken mit OMM finden Sie in unserem Supportartikel.

restor3d hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Reichweite der personalisierten muskuloskelettalen Versorgung zu erweitern. Das Unternehmen verfolgt einen auf additiver Fertigung basierenden Ansatz, weil der 3D-Druck eine individuelle, maßgeschneiderte Herangehensweise an die Herstellung von Medizinprodukten ermöglicht.

Mit OMM kann das Team die branchenführende Hardware und die Funktionen des Form 4B nutzen, um Zeit zu sparen und konsistente Ergebnisse zu erzielen. Perry Derenoncourt, Techniker für additive Fertigung, ist für die Bewertung der Kompatibilität des Form 4B mit mehreren firmeneigenen Harzen von restor3d zuständig und kam zu dem Schluss, dass OMM für diese Entwicklung von entscheidender Bedeutung ist. Derenoncourt sagt: „Der Mischerarm ist unglaublich wichtig für uns. Unser [Kunstharz-]Zusatzstoff setzt sich ab, wenn der Tank nicht aktiv gemischt wird.“ Dank der Möglichkeit, Mischeinstellungen wie Wischgeschwindigkeit und -verhalten für eine Vielzahl von Viskositätsgraden zu steuern, enthält jede einzelne Schicht die richtige Menge des Zusatzstoffs. Wie Elena Tercheria, Leiterin für additive Fertigung, hinzufügt, waren es gerade die Funktion zum Mischen von Harz und die geringeren Wartungsansprüche des Form 4B, die den Ausschlag für den Einsatz des Form 4B mit OMM gegenüber anderen Kunstharz-3D-Druckern gegeben haben.

Die Feinjustierung der optimalen Einstellungen erfordert viel Ausprobieren – doch PreForms Druckeinstellungseditor liefert Derenoncourt die nötige Kontrolle, um die bestmöglichen Einstellungen für seine Materialien und die erforderliche Genauigkeit für seine 3D-gedruckten Vorrichtungen präzise zu bestimmen.

„Die Benutzeroberfläche ist ziemlich intuitiv, und obwohl es eine Menge Einstellungen gibt, liefert der Editor gute Erklärungen, die einen durch die Optionen führen. Die Lernkurve, um eine brauchbare Parameterdatei für ein neues Harz zu erhalten, ist insgesamt kürzer“, meint Derenoncourt.

Tercheria fügt hinzu: „Wenn die F&E für eine bestimmte Anwendung, die wir testen möchten, an den Fähigkeiten eines neuen Materials interessiert ist, dann erlauben uns die offenen Materialeinstellungen, es auszuprobieren und zu schauen, ob es sich für eine dauerhafte Implementierung in der Produktion eignet.“

Alles in allem hat der OMM Derenoncourts Arbeit erleichtert und dem Team Zeit gespart – und das bei noch mehr Möglichkeiten zur präzisen Abstimmung der Einstellungen.

Vaughn fasst zusammen: „Je mehr Drucker offen sind, umso mehr kommt die Materialforschung voran, und es werden mehr Studien veröffentlicht.“ Der Zugang zu Informationen bietet einen Nährboden für weitere Forschung, neue Durchbrüche und letztlich für die Entwicklung zukünftiger Medizinprodukte.

Formlabs hat sich zum Ziel gesetzt, die Werkzeuge bereitzustellen, die Forschende und erfahrene Anwender*innen brauchen, um die Grenzen des 3D-Drucks zu erweitern. Mit dem offenen Ecosystem mit Open Material Mode können Forschende und erfahrene Anwender*innen nun die technologischen Fortschritte der SLA-3D-Drucker von Formlabs ausnutzen, um individuelle Harze zu entwickeln und zu drucken.

Kunden, die den Open Material Mode für den Druck eigener biokompatibler Materialien verwenden, sind selbst für die Validierung der Biokompatibilität verantwortlich. Für weitere Informationen zur Biokompatibilität steht Ihnen unser Team für regulatorische Angelegenheiten und Qualitätssicherung gerne zur Verfügung.

Um mit jedem beliebigen, bei 405 nm härtenden Photopolymer-Kunstharz auf dem Markt zu drucken oder eigene Harze zu entwickeln, erwerben Sie den Open Material Mode. Wenn Sie die 3D-Druck-Lösungen von Formlabs kennenlernen oder mehr über OMM erfahren möchten, kontaktieren Sie unser Vertriebsteam.