Formengedächtnis: Implantate der Zukunft passen sich perfekt an den Körper an

Ein Bücherregal passt locker in einen flachen Karton. Es ist beim Kauf in seine Einzelteile zerlegt. Daheim muss es zusammengebaut werden, was nicht jedermanns Sache ist. In naher Zukunft muss der Kunde nur noch eins tun: Den Karton entfernen. Dann baut sich das Regal langsam aber sicher allein auf.

Diese Vision hat Amir Zadpoor von der Technischen Universität in Delft/Niederlande. Gemeinsam mit seinem Team hat er die japanische Papierfalttechnik Origami mit einem 3D-Drucker kombiniert. Während des Druckvorgangs wird eine Lage mal gestaucht, mal gestreckt oder anderweitig manipuliert. Das Material merkt sich das, als habe es ein Gedächtnis. Zum Schluss wird das Objekt plattgedrückt, sodass es aussieht wie eine Tafel Schokolade.

Entfaltung nach einer festen Choreographie

Wenn es erwärmt wird „erinnert“ es sich an seine ursprüngliche Form und nimmt sie nach und nach wieder ein. Die Forscher vergleichen diesen Vorgang mit dem Öffnen einer Tulpenknospe. Es gibt allerdings einen Unterschied: Die einzelnen Teile, die sich entfalten, bewegen sich nicht gleichzeitig, sondern nach einer genau festgelegten Choreographie. „Wir mussten an bestimmten Stellen Verzögerungselemente einbauen“, sagt Zadpoor.

Mit hohem handwerklichen Aufwand lassen sich relativ einfach gestaltete Objekte bereits mit einem Formgedächtnis ausstatten. Die niederländischen Forscher nehmen für sich in Anspruch, die weltweit komplexesten Bauteile dieser Art schaffen zu können. Dazu verzichten sie völlig auch manuelle Manipulationen. Der gesamte Prozess läuft automatisch ab.

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Implantate der Zukunft halten besser

Vorerst setzen Zadpoor und sein Team einen Kunststoff namens PLA, der auch als Polymilchsäure bezeichnet wird. Er ist weitaus billiger als die heute genutzten Werkstoffe mit Formgedächtnis. Allerdings wird sich das Team umstellen müssen, wenn es, wie geplant, Implantate herstellen will, also künstliche Zähne, die in den Kiefer eingepflanzt werden, oder Hüft- und Kniegelenke. Das wird klappen, ist sich Zadpoor sicher. Derartige Implantate könnten sich nach dem Einpflanzen perfekt an die Umgebung anschmiegen und dadurch besser halten. Die Implantate der Zukunft sollen zudem porös sein, damit Knochenzellen einwachsen können, die den festen Sitz noch unterstützen.

via TU Delft