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Phantome aus dem 3D-Drucker

Herstellung neuartiger Testkörper mit magnetischen Nanopartikeln

PTB-News 3.2017
05.09.2017
Besonders interessant für

biomedizinische Forschung

Magnetic-Particle-Imaging

Mit einem in der PTB weiterentwickelten Verfahren lassen sich erstmals Kunststoff-Testkörper (Phantome) herstellen, die definierte Beimengungen von magnetischen Nanopartikeln enthalten. Dieses Verfahren eröffnet die Möglichkeit, präzise und langzeitstabil magnetische Nanopartikelverteilungen in beliebiger Geometrie zum Testen magnetischer Bildgebungsmodalitäten für die Biomedizin bereitzustellen.

Geometrie-Phantom (blau umrandet) zur Bewertung der Detailtreue und unterschiedliche große magnetische Prüfkörper (weiß umrandet) mit definierten Kombinationen von Nanopartikeln und Harzen aus der generativen Fertigung. Die Größe des Bauraums beträgt 230 mm x 160 mm x 125 mm.

Der 3D-Druck ist ein Fertigungsprozess, bei dem ein Bauteil durch schichtweises Ablagern von Material aufgebaut wird. Im Gerätebau der PTB wird in einem gemeinsamen Projekt mit dem Fachbereich „Biosignale“ eine sogenannte Digital Light Processing-Anlage betrieben, bei der Bauteile aus flüssigem und lichtaushärtendem Kunststoff Schicht für Schicht angefertigt werden können. Dieses Verfahren ermöglicht, Bauteile aus den verschiedensten Acrylpolymeren detailtreu und präzise herzustellen.

Testkörper mit definiert magnetischen Eigenschaften konnten bisher nicht erzeugt werden. Sie sind aber von hoher Bedeutung für die Arbeiten in der Medizinmesstechnik der PTB, zum Beispiel als langzeitstabile Kalibrierkörper oder als Phantome in der biomedizinischen Bildgebung. Nun ist es gelungen, ein Verfahren zu entwickeln, das die Herstellung von Bauteilen mit definierten Anteilen an homogen verteilten magnetischen Nanopartikeln erlaubt und dabei die Detailtreue der erstellten Geometrien sicherstellt. Dazu mussten spezielle Charakterisierungsverfahren zur Qualitätskontrolle der magnetischen Bauteile entwickelt werden.

Der 3D-Druck von magnetischen Nanopartikel-Phantomen liefert Bauteile mit wohldefinierter magnetischer Funktionalität und Geometrie und erlaubt, neue Verfahren für die biomedizinische Bildgebung zu evaluieren und zu verbessern. Dies wird ergänzt durch Forschungsaktivitäten zu Bauteilen mit definierten optischen Eigenschaften für die Fluoreszenzbildgebung, die ebenfalls mit 3D-Druckverfahren gefertigt werden können.

Ansprechpartner

Dirk Gutkelch
Fachbereich 8.2 Biosignale
Telefon: (030) 3481-7346
Opens window for sending emaildirk.gutkelch(at)ptb.de