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Lithography-based Metal Manufacturing (LMM) Virusmodell im Zentimetermaßstab soll Aerosolübertragung klären

Von Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Das deutsche Start-up Metshape ist Mitentwickler und Anbieter der LMM-Technologie. Für ein Forschungsprojekt wurde nun ein hochpräzises Influenza-Virusmodell aus Metall im Maßstab von 250000:1 gedruckt.

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Beim 3D-gedruckten Modell eines Influenza-Virus im Maßstab 250000:1 müssen die Kapillaren zwischen den sogenannten „Spikes“ weniger als 1 mm groß sein.
Beim 3D-gedruckten Modell eines Influenza-Virus im Maßstab 250000:1 müssen die Kapillaren zwischen den sogenannten „Spikes“ weniger als 1 mm groß sein.
(Bild: Metshape)

Ein genaues Verständnis von Virus-Aerosolen ist wichtig, um Übertragungsmechanismen von Viren, wie zum Beispiel SARS-CoV-2 oder Influenza, zu identifizieren und Lösungen für das Unterbinden zu entwickeln. Das baskische nanowissenschaftliche Forschungszentrum Nanogune forscht zu diesem Thema und arbeitet mit nanoskaligen molekularen Aggregaten, benutzt aber verstärkt Wasser-Virusmodelle im Zentimetermaßstab für Be- und Entnetzungsstudien. Für das Zentimetermodell müssen die Kapillaren weniger als 1 mm groß sein, andernfalls verfälscht die Schwerkraft das Resultat. Mit dieser Problemstellung kam Nanogune zu Metshape.

Wie Metshape mitteilt, konnte mit der LMM-Technologie das Forschungsprojekt unterstützt werden, indem ein hochpräzises Virusmodell in Relation von 250000:1 gedruckt wurde. Damit hat das Modell in etwa einen Durchmesser von 30 mm. Zum Fertigungsprozess gehörte auch das Entbindern und Sintern, heißt es. Nachbearbeitungsschritte entfielen, da die Technologie sehr gute Oberflächen erziele und keine Stützstrukturen benötige.

Wie die LMM-Technologie funktioniert

Beim Lithography-based Metal Manufacturing (LMM) entsteht additiv durch Photopolymerisation ein hochpräzises Grünteil. Dabei ist das Ausgangsmaterial eine Kombination aus Metallpulver und photosensitivem Bindersystem. Das 3D-gedruckte Grünteil muss anschließend entbindert und gesintert werden. Dabei erfährt es eine Schrumpfung, die bei der Konstruktion berücksichtigt werden muss.

Laut Metshape schneidet das Metallmodell im Vergleich zum Polymermodell aufgrund der geringeren Masse des Wassers durch die geringere Größe des Modells deutlich besser ab. Dafür wurden die Modelle mit einem Adhäsionsspray hydrophilisiert. Beim Polymermodell verfälschen jedoch die entstehenden Wassertropfen das Ergebnis, beim Metallmodell ist hingegen korrekt benetzt.

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