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Neue Materialien für biomedizinische Mikromanipulation

Gegenwärtig werden Objekte in der Mikrochirurgie mit Mikropipetten angesaugt, die als biologische Mikromanipulatoren fungieren. Um die Mikromanipulation weicher biomedizinischer Targets zu verbessern, sind neue Technologien und Materialien gefragt.
Neue Materialien für biomedizinische Mikromanipulation
Mikropipetten und andere Mikromanipulatoren, die derzeit für biologische Zwecke eingesetzt werden, können noch nicht präzise genug geführt werden, um Schäden an Zellen oder Geweben zu vermeiden. Auch konventionelle Elektromotoren und deren Getriebe haben trotz Miniaturisierung bereits ihre Grenzen erreicht.

Das EU-finanzierte Projekt POLYACT (Polymer microactuators for biomedicine) sollte weiche, flexible Mikromanipulatoren für biologische Objekte und chirurgische Werkzeuge für die minimal-invasive Chirurgie entwickeln, insbesondere filigrane Werkzeuge, die nicht größer als 100 μm bis 1 mm sind, also bis zu zwei Größenordnungen kleiner als herkömmliche Mikromanipulatoren.

Hauptziel des Projekts war die Entwicklung individuell steuerbarer polymerer Mikroaktoren. Entscheidend dabei war, dass diese Aktoren mit niedriger elektrischer Leistung (20-30 mW) und niedriger Spannung (1-2 V) arbeiten.

Die Forscher bewerteten zwei neue Methoden zur Herstellung weicher, flexibler Mikroaktoren. Auf diese Weise wurden zwei Generationen von Mikroaktoren aus leitfähigen Polymeren für die Mikromanipulation weicher Objekte erzeugt. Die erste Generation besteht aus einer PVDF-Membran und individuell steuerbaren Aktoren, die zweite Generation aus dem ionischen Material IPN (interpenetrierende Polymernetzwerke).

Die POLYACT-Partner entwickelten ein neues Verfahren zur Herstellung hochleitfähiger Polymerelektroden, mit dem sich alle Polymermikroaktoren fertigen lassen, wie die zweite Generation der Systeme zeigt. Die neuen weichen Mikroaktoren können in Mikrorobotern in der Biomedizin und zur Pipettierung von Zell- und Gewebekulturen eingesetzt werden.

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Schlüsselwörter

Mikromanipulatoren, Biomedizin, POLYACT, Polymer, Mikroaktoren
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