Posts by idd

Weiterentwicklung einer mikrofluidischen Nassspinntechnik für die Herstellung von Hydrogelfasern

Diese Arbeit befasst sich maßgeblich mit der Fragestellung, wie sich definierte Kollagenfasern (⌀ 1-50 µm) herstellen lassen. Hierfür wird eine bereits etablierte Spinnmethode weiterentwickelt, die eine Mischung aus Nass- und Mikrofluidspinnen ist. Hierfür wird ein DLP gedruckter Chip verwendet. Dabei ist die Spinnlösung, das Koagulationsmedium sowie eine mögliche Funktionalisierung der Fasern zu untersuchen. Die Fasern werden anhand des Durchmessers und der Zugfestigkeit charakterisiert.

Schlagwörter:

• Nass- und Mikrofluidspinnen im 3D (Bio) Druck
• Kollagen & andere Hydrogele
• Zieldurchmesser der Fasern 1 – 50 µm
• Zusammensetzung der Spinnlösung und des Koagulationsmedium

Kontakt:

Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren

Annabelle Neuhäusler

Magdalenenstr. 2

64289 Darmstadt

S1/10-303

neuhaeusler@idd.tu-darmstadt.de

http://www.idd.tu-darmstadt.de

Anbei ein Stellengesuch für einen Job im Bereich Beschichtungen.

Auch im kommenden Jahr wird unser SensUs Team am Wettbewerb teilnehmen. Ziel ist die Entwicklung eines Biosensors zur Früherkennung traumatischer Hirnverletzungen anhand des Biomarkers GFAP.

Aktuell suchen wir 15 neue Teilnehmer:innen! Gesucht sind Studierende ab dem fünften Semester mit Interesse an Biosensorik. Bewirb dich jetzt mit deinem Lebenslauf und einem kurzen Motivationsschreiben (max. 1 Seite). Schick deine Bewerbungsunterlagen bequem per Email an sensus@idd.tu-…. Bewerbungsfrist ist der 30.11.2022

Du willst mehr wissen? Hier geht’s zum Websiteeintrag auf unserer IDD Homepage mit vielen weiteren Informationen.

Du hast Fragen? Schreib uns gerne eine Mail an sensus@idd.tu-….

Wir freuen uns auf deine Bewerbung!

Hier geht’s zum SensUs 2022 Aftermovie, um einen Einblick in die Veranstaltung zu bekommen.

SensUs ist ein internationaler und interdisziplinärer Studierendenwettbewerb, organisiert von Studierenden der TU Eindhoven. Ziel des Wettbewerbs ist die Entwicklung innovativer Biosensoren durch Teams aus 8-15 Studierenden über einen Zeitraum von 8 Monaten. Jedes Jahr ist eine neue spezifische Aufgabenstellung zu bearbeiten. Im diesjährigen Wettbewerb gilt es, ein Biosensorsystem zur Früherkennung eines Schädel-Hirn-Traumas durch den Biomarker GFAP zu entwickeln. Dazu müssen die Teams alle Bestandteile des Biosensors selbstständig entwickeln und analysieren. Bei erfolgreicher Umsetzung können anschließend verschiedene Preise gewonnen werden.

Während des Wettbewerbs und auf den abschließenden SensUs Innovation Days in Eindhoven treffen verschiedenste Interessengruppen wie Gesundheitsdienstleistende, Patient:innen, Wissenschaftler:innen, Studierende, Industrievertreter:innen und viele mehr aufeinander, um sich über Biosensorik auszutauschen. Organisiert wird der Wettbewerb von Studierenden der TU Eindhoven für Studierende aus der ganzen Welt.

Neben der Bearbeitung der Aufgabenstellung hat das interdisziplinäre Team der TU Darmstadt die Repräsentation der Universität im Wettbewerb und den damit verknüpften Events zur Aufgabe. Um diese Aufgaben bestmöglich umzusetzen wird unser Team durch die Fachbereiche Biologie (Professorin Beatrix Süß), Chemie (Professor Harald Kolmar und Professorin Katja Schmitz), Elektrotechnik (Professor Heinz Köppl), Medizintechnik (Professor Thomas Burg) und Maschinenbau (Professor Andreas Blaeser und Professor Edgar Dörsam) unterstützt.

- vergeben -

Im Gegensatz zu herkömmlichen Kameras nehmen die in diesem Projekt verwendeten Kameras keine Einzelbilder auf. Bei diesen Spezialkameras registriert jedes Pixel des Sensors einzeln die Änderung der Helligkeit. Nur diese Änderungen werden im Folgenden gespeichert.

In dieser Arbeit soll untersucht werden, ob die Kameradaten auch zur Charakterisierung metallisch glänzender Druckexemplare verwendet werden können. Der Fokus liegt dabei zunächst auf der Charakterisierung eines optischen Effekts, der von Autolacken bekannt ist und an Sternefunkeln erinnert.

Hierzu wird eine intensive Auseinandersetzung mit der Kamera und den Kameradaten sowie der Aufbau einer Testeinheit zur kontrollierten und definierten Aufnahme der Daten nötig sein.

Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren

Carl Fridolin Weber, M.Sc.

S1|10 - 317

weber@idd.tu-darmstadt.de

http://www.idd.tu-darmstadt.de

Beginn: ab sofort

Sprache: deutsch/englisch

Intern/Extern: intern

Vorkenntnisse: Programmierkenntnisse (MatLab oder Python)

Kreatives Denken

Selbstständige Arbeitsweise

Die Aufgabe ist noch zu vergeben.

Zum Veredeln von Textilien werden wasserbasierte Thermotransferfarben u.A. per Inkjetdruck auf dünnes Transferpapier aufgedruckt. Die Trocknung stellt bei höheren Druckgeschwindigkeiten eine Herausforderung dar, da das Wasser abtransportiert werden muss und eine max. Temperatur dabei nicht überschritten werden darf. Im Rahmen dieser Arbeit sollen verschiedene Arten der Energieeinbringung (Heißluft, Infrarot- oder UV-Strahlung etc.) genutzt werden, um eine energieeffiziente Trocknung zu entwerfen. Diese soll durch Simulation ausgelegt, umgesetzt und prototypisch getestet werden. Danach soll sie durch Messungen von Temperaturen, Feuchtigkeit von Luft und Papier sowie Strömungsgeschwindigkeiten verifiziert und ggf. weiter optimiert werden.

Die Arbeit findet in enger Kooperation mit einem Industrieunternehmen statt. Es stehen alle benötigten Trocknungsverfahren sowie für Simulation und Messtechnik Ansprechpartner am Institut zur Verfügung.

Im Detail sind dazu nötig:

• Klärung des Standes der Technik als Ausgangslage

• Klärung der Anforderungen, des Standes der Technik bei vergleichbaren Trocknungsanlagen und Energieeinbringungsarten zur Verdampfung von Wasser

• Konstruktion und Simulation einer Trocknungsanlage

• Prototypische Umsetzung der Trocknungsanlage

• Im Rahmen einer Masterthesis: Verifikation durch Messungen und darauf aufbauende Optimierung

• Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse

Kontakt

Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren

Dr.-Ing. Dieter Spiehl

Tel. 06151 16 – 22901

spiehl@idd.tu-darmstadt.de

http://www.idd.tu-darmstadt.de

Bioprinting and Tissue Engineering promise artificial organs that could solve the lack of enough donors for organ transplantation. These artificial organs can also be powerful tools to study disease and test new drugs. The biggest challenge is to fabricate these organs in larger scale, as cells die from lack of nutrients and oxygen. To solve this, sacrificial materials –such as PVA- could be used to fabricate channels inside the hydrogel structure of the artifical organ. These channels can be connected to culture medium flow, allowing nutrients to arrive to all the cells of the organ model.

In this project you will study the degradation kinetics of PVA and design and fabricate a network of PVA channels using FFF printing.

The contents of the Thesis include:

• Research on 3D-printed vascularization strategies

• Study of degradation kinetics of PVA inside hydrogels

• Design and fabrication of channel-network using FFF

• Design and fabrication of junctions to fluidic circuit (plugs, pump, etc.)

• Perfusion and diffusion tests

• Documentation and presentation of the results

The scope of work will be adapted to the duration of the work and the level of knowledge of the student.

Experience in 3D printing is preferred.

Start: from August 2022

Language: English

BioMedical Printing

Technology (IDD)

Mariana Acedo, M.Sc.

Magdalenenstr. 2

64289 Darmstadt

S1|10 - 308

acedo@idd.tu-darmstadt.de

http://www.idd.tu-darmstadt.de

- vergeben -

In dieser Arbeit soll ein Demonstrator für ein neues Druckverfahren für Druckfarben mit Metalleffektpigmenten auskonstruiert, gebaut und anschließend getestet werden. Dafür ist wichtig, dass ihr euch mit Siemens NX etwas auskennt. Außerdem wäre es wichtig, dass ihr wisst, wie man einen Arduino verwendet und damit einen Motor ansteuert – oder ihr lernt das während des ADPs. Ein gewisses Verständnis von Matlab oder Python zu haben ist auch nicht verkehrt.

Die genaue Aufgabenstellung kann ich in einem persönlichen Gespräch mitteilen.

Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren

Carl Fridolin Weber, M.Sc.

S1|10 - 317

weber@idd.tu-darmstadt.de

http://www.idd.tu-darmstadt.de

As part of the development of novel bioinks and bioprinting technologies, the assessment of cell viability before, during and after printing is crucial. One method used is to stain live and dead cells with fluorescent markers and observed under the microscope. In practice, hundreds of images are taken regularly making manual analysis time-consuming and prone to human error.

The goal of this work is to develop a tool that would allow for automatized image analysis for quantitative assessment of cell viability that can be further used by a very interdisciplinary team in our research activities.

The contents of the Bachelor Thesis include:

• Reasearch on methods used for image analysis

• Definition of the requirements of the microscopy images and the image analysis tool

• Programming of the image anaylsis tool and validation with real-life cell images.

• Implementation

• Documentation and presentation of the results

Requirements:

Programming in Matlab, Java, Python or similar

BioMedical Printing

Technology (IDD)

Mariana Acedo, M.Sc.

Magdalenenstr. 2

64289 Darmstadt

S1|10 - 308

acedo@idd.tu-darmstadt.de

http://www.idd.tu-darmstadt.de

siehe Anhang

Der 3D-Biodruck eröffnet die Möglichkeit Mikrofluidchips für Organs-on-a-Chip (OoC) Anwendungen, bspw. in der pharmakologischen Forschung, zu bedrucken. Zum breiten Einsatz in der Medikamentenentwicklung ist es wichtig eine automatisierte Prozesskette zu etablieren und somit eine Skalierbarkeit und Standardisierung der Technologie zu ermöglichen. Dem eigentlichen Druckprozess ist dabei das Bestücken vor- bzw. das Verschließen sowie der Abtransport des bedruckten und verschlossenen Chips nachgelagert. Die Verwendung eines Roboterarms ist eine Möglichkeit diese Transportaufgaben automatisiert und flexibel umzusetzen.

Im Rahmen der Abschlussarbeit soll ein 4-Achs-Roboterarm dazu eingesetzt werden sowohl die Bestückung eines 3D-Biodruckers, als auch das Verschließen von Mikrofluidchips sowie den Abtransport bedruckter und verschlossener Chips automatisiert zu ermöglichen. Dabei ist zunächst die Programmierung des Bewegungspfades für die Transportaufgaben umzusetzen und anschließend wird eine Integration des Roboters in das Drucksystem angestrebt.

Die Arbeit umfasst:

• Literaturrecherche zum Stand der Technik
• Programmierung des robotischen Bewegungspfades
• Aufbau eines vom Druckprozess losgelösten Demonstrators
• Integration der Robotersteuerung in das vorhandene Drucksystem
• Demonstration der Prozesskette
• Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse

Vorkenntnisse: erste Erfahrungen in der Steuerung und Regelung von Robotern, Programmierkenntnisse wünschenswert

BioMedizinische Drucktechnologie (IDD)

Nils Lindner, M.Sc.

Magdalenenstr. 2

64289 Darmstadt

S1|10 - 312

lindner@idd.tu-darmstadt.de

http://www.idd.tu-darmstadt.de

Der Einsatz von gedruckten In-Vitro-Gewebemodellen in der industriellen Forschung hat das Potential sowohl in der Pharmabranche, für Wirkstoff-Screenings, als auch in der Chemiebranche, für Toxizitätstests, eingesetzt zu werden. Zur Validierung der Technologie ist der Mehrwert zunächst über ein Benchmarking festzustellen. Zusätzlich sind Herstellungs-, Verarbeitungs- und Testverfahren entsprechend des Medizinproduktgesetzes für In-Vitro-Diagnostika (IVD-Richtlinie 98/79/EG) sowie auf Industriestandards anzupassen. Für das Anwendungsfeld gedruckter Gewebeimplantate ist die klinische Translation von großer Bedeutung. Dabei müssen erforderliche technische sowie regulatorische Rahmenbedingungen validiert werden, um den Weg für die Zulassung eines Medizinprodukts oder ATMP (Advanced Therapy Medicinal Products) zu ebnen.

Im Rahmen der Abschlussarbeit sollen sowohl die ökonomischen als auch translatorischen Rahmenbedingen für gedruckte In-Vitro-Gewebemodelle und Gewebeimplantate analysiert und bewertet werden. Dabei sollen beide Anwendungsfelder individuell betrachtet und abschließend das jeweilige Erfolgspotential bewertet werden.

Die Arbeit umfasst:

• Literaturrecherche zur Marktsituation, zulassungsrelevanten Voraussetzungen sowie regulatorischen Rahmenbedingungen
• Analyse und Bewertung der aktuellen Marktsituation (SAM und SOM)
• Validierung und Vergleich der Technologien aus ökonomischer und regulatorischer Sicht
• Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse

Voraussetzungen: wirtschaftliches Interesse, Studium WiIng wünschenswert, analytisches Denken und selbstständige Arbeitsweise

BioMedizinische Drucktechnologie (IDD)

Nils Lindner, M.Sc.

Magdalenenstr. 2

64289 Darmstadt

S1|10 - 312

lindner@idd.tu-darmstadt.de

http://www.idd.tu-darmstadt.de

In der aktuellen Forschung zu Medikamenten sind größere, makroskopische Gewebemodelle von großem Interesse, um herkömmliche Verfahren in der pharmakologischen Forschung zu ersetzen. Zur ausreichenden Nährstoffversorgung des Gewebemodells auch in tieferen Schichten sind vaskuläre Netzwerke nötig, die als künstliche Blutgefäße die Zellen im Modell versorgen. Der 2-Photonen-Stereolithografiedrucker (2P-Drucker) verfügt über eine Auflösung von bis zu 100 nm und ist somit in der Lage, künstliche Blutgefäße in der Größenordnung von Kapillaren herzustellen.

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein biokompatibler Druckprozess am 2P-Drucker entwickelt und genauer Untersucht werden. Ziel ist es, künstliche Blutgefäße in Form von porösen Hohlzylindern mit verschiedenen Abmaßen zu drucken und mikroskopisch zu untersuchen.

Arbeitsinhalt

Literaturrecherche zum Funktionsprinzip des 2-Photonen-Stereolithografiedrucks und zum Aufbau von Blutgefäßen

Etablierung eines Druckprozesses in einem biokompatiblen Harz sowie Untersuchung der minimalen Auflösung des Druckers

Herstellung und Charakterisierung von porösen Hohlstrukturen

Dokumentation der Ergebnisse

Voraussetzungen:

Interesse an 3D-Druck, Vorkenntnisse sind vorteilhaft

Anna Fritschen, M.Sc.

Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren

Magdalenenstr. 2

64289 Darmstadt

S1|10 – 314

06151 - 1623778

fritschen@idd.tu-darmstadt.de

http://www.idd.tu-darmstadt.de

Der 3D-Biodruck eröffnet die Möglichkeit Mikrofluidchips für Organs-on-a-Chip (OoC) Anwendungen, bspw. in der pharmakologischen Forschung, zu bedrucken. Zum breiten Einsatz in der Medikamentenentwicklung ist es wichtig eine automatisierte Prozesskette zu etablieren und somit eine Skalierbarkeit und Standardisierung der Technologie zu ermöglichen. In speziellen Fällen verfügen Mikrofluidchips über eine klebende Oberfläche, welche durch eine Schutzfolie geschützt wird und somit die Handhabung vor dem Druckprozess erleichtert. Das Entfernen dieser Schutzfolie spielt im Kontext der Automatisierung der Prozesskette eine essentielle Rolle.

Im Rahmen der Arbeit soll ein funktionaler Mechanismus entwickelt werden, der das automatisierte Entfernen der Schutzfolien von Mikrofluidchips ermöglicht und sich in die automatisierte Prozesskette beim Bedrucken von Mikrofluidchips für OoC-Anwendungen eingliedern lässt.

Die Arbeit umfasst:

• Literaturrecherche zum Stand der Technik in vergleichbaren Anwendungen
• Ausarbeitung und Bewertung verschiedener Lösungskonzepte
• Auswahl und Entwicklung einer Lösung
• Umsetzung und Validierung eines Demonstrators
• Konstruktion
• Steuerung und Programmierung
• Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse

Voraussetzungen:

CAD Erfahrung und Programmierkenntnisse von Vorteil, selbstständige Arbeitsweise

BioMedizinische Drucktechnologie (IDD)

Nils Lindner, M.Sc.

Magdalenenstr. 2

64289 Darmstadt

S1|10 – 312

06151 - 1623748

lindner@idd.tu-darmstadt.de

http://www.idd.tu-darmstadt.de

Prägungen in Papier und Karton finden sich in einer Vielzahl alltäglicher Produkte wie Verpackungen, wo sie beispielsweise zur Hervorhebung von Logos oder Schriftzügen, aber auch zur Fälschungssicherung eingesetzt werden. Während das Bedrucken solcher Produkte bereits weitgehend digitalisiert ist, handelt es sich bei der Konzeption solcher Prägungen konventionell immer noch um stark analoge und iterativ anzupassende Prozesse.

Im Zuge dieser Arbeit soll ein Workflow erarbeitet werden, mit dessen Hilfe die Suche nach geeigneten Werkzeugparametern für Prägungen verkürzt werden kann. Hierzu soll ein Test-Prägewerkzeug entwickelt werden, mit welchem Probeprägungen durchgeführt werden können. Anschließend soll in einem Soll-Ist-Vergleich die gewünschte Geometrie des Testwerkzeugs mit einem Scan der resultierenden Prägungen verglichen werden, um somit Rückschlüsse über das Prägeergebnis zu erhalten.

Diese Arbeit umfasst im Einzelnen:

• Einarbeitung in Papierprägung, Prägewerkzeugerstellung und optische Profilometrie und der hierzu existierenden Infrastruktur am Institut.
• Entwicklung und Konstruktion eines geeigneten Test-Prägewerkzeugs mit relevanten Prüfgeometrien.
• Entwicklung eines Workflows zur Auswertung von Profilometrie 3D Scans der Prägeergebnisse und Implementierung in Python.

Python Programmiererfahrung vorteilhaft aber nicht zwingend

Sprache: deutsch oder englisch

Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren

Jakob Feldmann, M.Sc.

Magdalenenstr. 2

64289 Darmstadt

S1|10 - 302

feldmann@idd.tu-darmstadt.de

http://www.idd.tu-darmstadt.de

Vergeben.

Mesoporöse Silicastrukturen haben ein großes Potential für die Anwendung in Sensoren, Filtern oder Energiespeichern, da sie Poren mit definierten Größen im Nanometerbereich und einstellbarer Funktion enthalten. 3D-Druck von Objekten aus mesoporösem Silica ist ein Ziel des ERC Projekts 3D FNP Writing im Arbeitskreis Smart Membranes von Prof. Andrieu-Brunsen.

Im Rahmen dieses interdisziplinären Forschungsprojekts, in dem Forschende aus der Chemie und den Ingenieurswissenschaften gemeinsam an Lösungen für den stereolithografiebasierten 3D-Druck mesoporöser Silicastrukturen arbeiten, sollen in einer studentischen Arbeit Untersuchungen zur Verbesserung eines etablierten Druckprozesses durchgeführt werden. Diese umfassen die Untersuchung des Einflusses der Lösungszusammensetzung einer hybriden Lösung aus kommerziellen Harzen und Silicavorläuferlösungen auf das Druckergebnis. Dafür stehen ein kommerzieller DLP-Drucker und ein selbst entwickelter Drucker zum Verarbeiten von zwei Materialien in einem Bauteil zur Verfügung. Zusätzlich können eigene Erweiterungen des Druckers/Prozesses entwickelt werden.

Gemessen werden die Maßhaltigkeit der gedruckten Teile, ihre chemische Zusammensetzung und die entstehenden Poren. Ausführliche Einweisungen in die Messmethoden und den 3D-Druck finden während der Arbeit statt. Die Arbeit soll parallel zur Thesis eines Chemie-Studierenden stattfinden, welche die Silicavorläuferlösung optimieren soll. Dadurch ist ein reger Austausch und Unterstützung bei Fragen zur Chemie vorhanden. Vorkenntnisse im 3D-Druck, insbesondere Stereolithografie, sind wünschenswert aber nicht notwendig.

Die Arbeit wird in Kooperation mit dem Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren (Prof. Dörsam) angeboten. Der direkte Betreuer ist ein Maschinenbauer und die weiteren Kollegen aus der Chemie, wodurch die Arbeit sehr interdisziplinär sein wird.

Ernst-Berl-Institut für Technische- und Makromolekulare Chemie

Fachgebiet Makromolekulare Chemie - Smart Membranes

Prof. Dr. Annette Andrieu-Brunsen

Dr.-Ing. Dieter Spiehl

dieter.spiehl@tu-darmstadt.de

http://www.smart-membranes.de

Zum Veredeln von Textilien werden wasserbasierte Thermotransferfarben u.A. per Inkjetdruck auf dünnes Transferpapier aufgedruckt. Die Trocknung stellt bei höheren Druckgeschwindigkeiten eine Herausforderung dar, da das Wasser abtransportiert werden muss und eine max. Temperatur dabei nicht überschritten werden darf. Im Rahmen dieser Arbeit sollen verschiedene Arten der Energieeinbringung (Heißluft, Infrarot- oder UV-Strahlung etc.) genutzt werden, um eine energieeffiziente Trocknung zu entwerfen. Diese soll durch Simulation ausgelegt, umgesetzt und prototypisch getestet werden. Danach soll sie durch Messungen von Temperaturen, Feuchtigkeit von Luft und Papier sowie Strömungsgeschwindigkeiten verifiziert und ggf. weiter optimiert werden.

Die Arbeit findet in enger Kooperation mit einem Industrieunternehmen statt. Es stehen alle benötigten Trocknungsverfahren sowie für Simulation und Messtechnik Ansprechpartner am Institut zur Verfügung.

Im Detail sind dazu nötig:

• Klärung des Standes der Technik als Ausgangslage

• Klärung der Anforderungen, des Standes der Technik bei vergleichbaren Trocknungsanlagen und Energieeinbringungsarten zur Verdampfung von Wasser

• Konstruktion und Simulation einer Trocknungsanlage

• Prototypische Umsetzung der Trocknungsanlage

• Im Rahmen einer Masterthesis: Verifikation durch Messungen und darauf aufbauende Optimierung

• Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse

Kontakt

Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren

Dr.-Ing. Dieter Spiehl

Tel. 06151 16 – 22901

spiehl@idd.tu-darmstadt.de

http://www.idd.tu-darmstadt.de

Die Arbeit ist noch zu vergeben.

Es werden im Rahmen der Arbeit bisherige Versuche fortgeführt und Prozesse weiter entwickelt. Daraus soll ein Paper entstehen, das schon in der Planung ist. Sie könnten dann gerne als Co-Autor dieses Papers mitwirken.

Mesoporöse Silicastrukturen haben ein großes Potential für die Anwendung in Sensoren, Filtern oder Energiespeichern, da sie Poren mit definierten Größen im Nanometerbereich und einstellbarer Funktion enthalten. 3D-Druck von Objekten aus mesoporösem Silica ist ein Ziel des ERC Projekts 3D FNP Writing im Arbeitskreis Smart Membranes von Prof. Andrieu-Brunsen.

Im Rahmen dieses interdisziplinären Forschungsprojekts, in dem Forschende aus der Chemie und den Ingenieurswissenschaften gemeinsam an Lösungen für den stereolithografiebasierten 3D-Druck mesoporöser Silicastrukturen arbeiten, sollen in einer studentischen Arbeit Untersuchungen zur Verbesserung eines etablierten Druckprozesses durchgeführt werden. Diese umfassen die Untersuchung des Einflusses der Lösungszusammensetzung einer hybriden Lösung aus kommerziellen Harzen und Silicavorläuferlösungen auf das Druckergebnis. Dafür stehen ein kommerzieller DLP-Drucker und ein selbst entwickelter Drucker zum Verarbeiten von zwei Materialien in einem Bauteil zur Verfügung. Zusätzlich können eigene Erweiterungen des Druckers/Prozesses entwickelt werden.

Gemessen werden die Maßhaltigkeit der gedruckten Teile, ihre chemische Zusammensetzung und die entstehenden Poren. Ausführliche Einweisungen in die Messmethoden und den 3D-Druck finden während der Arbeit statt. Die Arbeit soll parallel zur Thesis eines Chemie-Studierenden stattfinden, welche die Silicavorläuferlösung optimieren soll. Dadurch ist ein reger Austausch und Unterstützung bei Fragen zur Chemie vorhanden. Vorkenntnisse im 3D-Druck, insbesondere Stereolithografie, sind wünschenswert aber nicht notwendig.

Die Arbeit wird in Kooperation mit dem Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren (Prof. Dörsam) angeboten. Der direkte Betreuer ist ein Maschinenbauer und die weiteren Kollegen aus der Chemie, wodurch die Arbeit sehr interdisziplinär sein wird.

Ernst-Berl-Institut für Technische- und Makromolekulare Chemie

Fachgebiet Makromolekulare Chemie - Smart Membranes

Prof. Dr. Annette Andrieu-Brunsen

Dr.-Ing. Dieter Spiehl

dieter.spiehl@tu-darmstadt.de

http://www.smart-membranes.de

3D-gedruckte Gewebe können Medikamenten-Entwicklung fördern, die Anzahl an Tierversuchen minimieren und im Bereich der regenerativen Medizin eingesetzt werden. Hierfür ist eine flächendeckende Versorgung der Gewebe mit Nährstoffen und Sauerstoff notwendig. Eine Möglichkeit zur Herstellung von vaskularisierten 3D-Gewebemodellen ist der 3D-BioDruck von Zell-Sphäroiden, was im Rahmen dieser Arbeit ermöglicht werden soll. Sphäroide können aus ein oder mehreren Zelltypen bestehen und bilden durch die dreidimensionale Anordnung der Zellen die Physiologie der Organe besser ab als 2D-Zellkultur.

Ziel der Arbeit ist der Entwurf und die Umsetzung eines Systems, das automatisiert die präzise Platzierung von Zellsphäroiden in den 3D-Druckprozess integriert.

Zur Umsetzung stehen zur Verfügung: Biodrucker, Werkstatt, verschiedene klassische 3D-Drucker für Rapid Prototyping, Elektroniklabor etc.

Arbeitsinhalt

• Recherche zu Placement-Systemen in Bezug auf Design und Biokompatibilität
• Konzeptentwicklung und Vergleich zweier Placement-Systeme für den Sphäroid-Druck
• Konzeptauswahl und konstruktive Umsetzung inklusive Integration in bestehendes 3D-Biodruck-System
• Verifizierung und Validierung des verbauten Systems zum akkuraten Platzieren von Zell-Sphäroiden
• Dokumentation der Ergebnisse

Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren

Jamina Gerhardus, M.Sc.

Magdalenenstr. 2

64289 Darmstadt

S1|10 – 312

06151 - 1623748

gerhardus@idd.tu-darmstadt.de

http://www.idd.tu-darmstadt.de

Beginn ab Januar 2022