Forscher haben einen bestimmten Bakterienstamm mit Harnstoff kombiniert, um Knochen und Korallenstrukturen mithilfe eines 3D-Druckers herzustellen. Dieses Verfahren ermöglicht die Produktion von robusten und porösen Objekten, die natürlichen Vorbildern ähneln.
Das neue Verfahren ermöglicht es auch, Korallenstrukturen zu drucken und damit beschädigte Riffe zu reparieren. Dies ist ein großer Fortschritt für den Schutz unserer maritimen Ökosysteme.
Das gedruckte Material kann auch zur Restaurierung von beschädigten Kunstwerken verwendet werden.
Es gibt bereits zahlreiche Anwendungen für 3D-Drucker, wie die Produktion von Bau- oder Ersatzteilen in der Industrie oder die Herstellung von Knochenmaterial in der Medizin.
Eine Herausforderung beim Knochendrucken ist, dass das Ausgangsmaterial flüssig sein muss, damit es von den Düsen in der gewünschten Form gedruckt werden kann.
Natürliche Knochen haben einzigartige Eigenschaften wie Leichtigkeit und Härte, die schwer zu replizieren sind. Beim Mischen von Mineralpartikeln kommt es im Trocknungsprozess oft zu Rissbildung und Schrumpfung, was nicht die beste Option ist.
Die Forscher an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben nun ein Druckmaterial entwickelt, das diesen Herausforderungen entgegenwirkt.
Dabei verwenden sie eine Bakterienart, die bei Kontakt mit Harnstoff Kalziumkarbonat produziert. Die Mineralisierung dauert etwa vier Tage, und das resultierende Material ähnelt Knochen.
Die Objekte werden anschließend in Ethanol getaucht, um sicherzustellen, dass keine lebenden Bakterien übrig bleiben.
Die gedruckten Objekte können als Ersatzknochen oder zur Reparatur von Korallenriffen verwendet werden.
Die Verwendung von Bakterien als Quelle für knochenähnliches Material bietet eine umweltfreundliche und nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Methoden. Es könnte eine Lösung für den Bedarf an Knochenersatzmaterial bieten, insbesondere bei älteren Patienten, bei denen die Regeneration von Knochenzellen langsamer ist.
