Untersuchung von Mikrostrukturen und -geräten und ihrer Wechselwirkung mit biologischem Gewebe
Tintenbasierte hybride Multimaterial-Herstellung von Implantaten der nächsten Generation (INKplant)
Dieses Projekt zielt auf die Entwicklung eines hybriden additiven Herstellungsverfahrens ab, mit dem fortschrittliche subperiostale Multimaterial-Implantate hergestellt werden können, die auf die Patientin bzw. den Patienten zugeschnitten sind. Insbesondere widmen wir uns der Entwicklung von 3D-druckbaren zellulären Metamaterialien, welche die heterogene Natur des menschlichen Gewebes nachahmen, sowie ihrer rechnerischen und experimentellen Bewertung. Der Schwerpunkt liegt auf der Biomechanik des Implantats und auf der Mechanobiologie der Zellen, die mit dem Implantat interagieren. Dieses Projekt wurde von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) finanziert.
Mikro- und Nanofabrikation
Die Zwei-Photonen-Polymerisation erweist sich als leistungsfähige Methode für die maßgeschneiderte Herstellung komplexer Mikrostrukturen mit einer hohen Auflösung. Die Technologie ist sehr komplex, aber unverzichtbar für die Herstellung bioinspirierter Anwendungen wie antibakterielle Oberflächen, verschiedene bildgebende Phantome (MR, OCT) und Mikroschaltungen für die Mikrofluidik. Zusätzlich werden geometrische, mechanische und biologische Kompatibilitätstests der gedruckten Nano-/Mikrostrukturen durchgeführt.
Interaktion von Material und Struktur mit Zellen
Die fortschreitende klinische Anwendung der additiven Fertigungstechnologie hängt stark von der Verfügbarkeit biokompatibler Druckmaterialien ab. Daher werden 3D-gedruckte Materialien vor einer möglichen klinischen Umsetzung in vitro auf toxische Effekte mit klinisch relevanten Zellen getestet. In Zusammenarbeit mit präklinischen und klinischen Instituten der Medizinischen Universität Wien führen wir standardisierte Tests zur Bewertung der Zytotoxizität von 3D-Druckmaterialien auf Basis der ISO 10993-5:2009 durch. Weiters wird der Einfluss von Oberflächenmikrostrukturen und -mustern auf die Zellviabilität untersucht.