Was der 3D-Druck für das medizinische Mikroformen bringt

Norbert Sparrow | 25. Januar 2023

Auch wenn Spritzguss und 3D-Druck manchmal als konkurrierende Technologien dargestellt werden – „wir gegen sie“-Handlungsstränge sind eine gute Kopie, wie es in der Nachrichtenbranche heißt – ist es an dieser Stelle offensichtlich, dass sie sich tatsächlich ergänzen. Ismetric Micro Moulding hat kürzlich ein Entwicklungslabor für 3D-Druck und schnelles Prototyping eingerichtet. Das Unternehmen verfügt mittlerweile über sieben 3D-Druckmaschinen im eigenen Haus, von denen drei für Mikroprototypen und den Formenbau bestimmt sind. Isometrische plant weitere Erweiterungen zur Unterstützung seiner Fertigungskapazitäten für miniaturisierte Geräte unter Verwendung fortschrittlicher Materialien. Die Kunden von Ismetric – Medizintechnikunternehmen, die sich auf alles von Diabetes-, Augen-, Kardiologie- und Neurologiegeräten bis hin zu mikrofluidischen Diagnose- und Medikamentenverabreichungsprodukten spezialisiert haben – waren sehr aufgeschlossen.

„Miniaturisierung ist in mehreren Marktsegmenten der Medizin- und Arzneimittelverabreichung äußerst beliebt. Mikroformen ist eine sehr skalierbare Lösung für Großseriengeräte“, sagte Donna Bibber, CEO von Ismetric, gegenüber PlasticsToday. Wenn Prototypenteile schnell benötigt werden oder wenn der Kunde mehrere Designiterationen parallel benötigt, ist der 3D-Druck der Komponenten in einem Photopolymer von Vorteil, aber der 3D-Druck von Formeinsätzen für geformte Komponenten im vorgesehenen Thermoplast ist ein entscheidender Faktor, sagte sie. „Das Ändern der Teilegeometrie oder das Optimieren eines Entwurfs und die Wiederholung dieses Entwurfs einen Tag später ist ein enormer Zeitvorteil für klinische Studien.“

Die Mikro-3D-Drucker von Ismetric können Mikrowiderhaken mit einer Schärfe von 2 Mikrometern und einer Oberflächenbeschaffenheit von 0,4 Mikrometern Ra in Materialien drucken, die in puncto Festigkeit mit PEEK mithalten können, erklärte Bibber. Sie können auch Mikrokanäle und Löcher bis zu 70 Mikrometer und Wandstärken bis zu 25 Mikrometer erzeugen. „Mikrodruck ist nicht nur für die Prototypenherstellung möglich, es ist auch für die Entwicklungsphasen vieler Mikroform- und mikroautomatisierter Montageprogramme zu einer Anlaufstelle geworden“, sagte Bibber.

Um den Formprozess zu beschleunigen, druckt Isometrische 3D-Spritzgusseinsätze, mit denen Mikronadeln mit einem Durchmesser von nur 0,2 mm (0,007 Zoll) und einer Spitzenschärfe von 2 Mikrometern hergestellt werden können. „Bei Ismetric ist es uns gelungen, ein Flüssigkristallpolymer, ein hocherhitzbares Material, durch eine 3D-gedruckte Form zu formen. Diese Art von gedruckten Teilen und Formen wird diesmal den Weg für kürzere Zeitpläne für medizinische und pharmazeutische klinische Studien ebnen.“ Einsparungen belaufen sich auf Millionen von Dollar pro Jahr“, sagte Bibber. „Je schneller Sie iterieren können, desto schneller kommen Produkte auf den Markt, die robust sind und durch strenge Tests viel früher im Produktentwicklungszyklus risikomindert werden.“

Wird oft als eine der größten Einschränkungen des 3D-Drucks im Vergleich zu den Tausenden von Materialien genannt, die von der FDA für spritzgegossene Polymere empfohlen werden. Tatsächlich scheinen im 3D-Druck-Polymerbereich täglich Fortschritte auf den Markt zu kommen. „Zum Beispiel gibt es ein bioresorbierbares Implantat, das klinische Studien durchlaufen hat“, sagte Bibber.

Isometrische und seine Kunden betrachten den 3D-Druck eindeutig als wertvolles Werkzeug, und Bibber geht davon aus, dass das Unternehmen in mehr Mikrodrucker investieren wird, hat jedoch eine Einschränkung: Wenn Sie den Kauf tätigen, gibt es ein besseres Gerät auf dem Markt, das schneller ist , mit höherer Auflösung und neueren Funktionen. „Die Technologie schreitet so schnell voran. Ehrlich gesagt habe ich in meinen 35 Jahren im Geschäft noch nie etwas Vergleichbares gesehen“, sagte Bibber. „Druckmaterialien überwinden strenge regulatorische Hürden, um zu prädikativen Materialien der Zukunft zu werden. Es ist eine aufregende Zeit, ein Spezialist für Materialien und Mikrospritzguss zu sein!“

Isometrisches Mikroformen ist seit mehr als 30 Jahren im Geschäft und hat in dieser Zeit an über tausend Mikroformprojekten gearbeitet. Isometrische ist hauptsächlich auf den Märkten für medizinische Geräte und Arzneimittelverabreichung tätig und unterstützt Geräte-OEMs bei der Auswahl von Designkonzepten, um die Markteinführungszeit zu verkürzen und gleichzeitig die Kosten durch den Einsatz additiver Fertigungssysteme zu senken.

Isometrische wird die Vor- und Nachteile der Verwendung des 3D-Drucks zur Herstellung von Teilen in Mikrogröße sowie von Spritzgussformen für medizinische Anwendungen während einer Sitzung im Medtech Theater am Dienstag, den 7. Februar, im MD&M West im Anaheim Convention Center in Anaheim diskutieren , CA. Bibber wird auf der MiniTec-Konferenz am 6. Februar, die um 10:45 Uhr beginnt, Teil einer Podiumsdiskussion zum Thema Präzisions- und Formgebung mit engen Toleranzen sein. Die zweitägige MiniTec-Konferenz findet am 6. und 7. Februar statt und überschneidet sich mit der parallel stattfindenden Plastec West und MD&M West-Event, das vom 7. bis 9. Februar am selben Ort stattfindet.

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