Hydrogel: Ultraschall statt giftiger Chemikalien
Methode von McGill University und Polytechnique Montréal macht Herstellung umweltverträglich
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Ultraschall: ist nicht nur gut zur Diagnostik des Knies (Foto: mcgill.ca) |
Montréal (pte002/12.05.2025/06:05)
Ultraschall löst giftige Chemikalien bei der Herstellung von Hydrogelen ab, zumindest wenn es nach Forschern der McGill University und Kollegen der Polytechnique Montréal geht. Ihr Verfahren kommt ohne chemisch Initiatoren aus. Darunter sind Chemikalien zu verstehen, die Kettenreaktionen auslösen - in diesem Fall unzählige Poren im Basismaterial aus Kunststoff entstehen zu lassen.
Blasenbildung mit Ultraschall
Hydrogele bestehen aus hochporösen Polymeren, die große Mengen Wasser aufnehmen und speichern können. Sie finden breite Anwendung in Wundauflagen, der Arzneimittelverabreichung, der Gewebezüchtung, der Softrobotik, weichen Kontaktlinsen und vielem mehr. Ultraschall erzeugt in der flüssigen Vorstufe von Hydrogelen unzählige Bläschen, die aufgrund der Schallenergie nach kurzer Zeit zerplatzen, sodass ein Gel entsteht.
Eine Anwendung liegt in der nicht-invasiven medizinischen Behandlung. Da Ultraschallwellen tief in das Gewebe eindringen, könnte diese Methode die Bildung von Hydrogel im Körper ohne chirurgischen Eingriff ermöglichen. "Stellen Sie sich vor, man injiziert eine flüssige Vorstufe und verwendet Ultraschall, um sie genau dort zu verfestigen, wo sie benötigt wird. Dies könnte eine bahnbrechende Neuerung für die Behandlung von Gewebeschäden und die regenerative Medizin sein", so Jianyu Li von der McGill University.
3D-Druck einfacher und präziser
Die Technik öffnet auch die Tür zum ultraschallbasierten 3D-Bioprinting, unterstreichen die Wissenschaftler. Anstelle von Licht oder Wärme, die üblichen Mittel zum Aushärten der Strukturen, können Forscher Schallwellen verwenden, um Hydrogelstrukturen präzise zu drucken. "Die typische Hydrogel-Synthese kann unter UV-Licht Stunden oder sogar über Nacht dauern. Mit Ultraschall geschieht dies in nur fünf Minuten", weiß Li. "Durch den Einsatz hochintensiver fokussierter Ultraschallwellen können wir Hydrogele mit bemerkenswerter Präzision formen und aufbauen", erklärt Jean Provost, Entwickler an der Polytechnique Montréal.
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