3D-gedruckte Silikonnetze für neuronale Messungen
Präziser Silikon-3D-Druck für neuronale Messsysteme
In der Neurowissenschaft können bereits kleinste Bewegungen biologischer Proben die Qualität elektrophysiologischer Messungen beeinträchtigen. Lebendes Hirngewebe, Organoide und Sphäroide müssen stabil mit Mikroelektrodenarrays in Kontakt bleiben, ohne beschädigt zu werden oder den Durchfluss des Kulturmediums einzuschränken.
Für sein CorePlate™-Probenhaltersystem benötigte das Schweizer Neurotechnologieunternehmen 3Brain eine filigrane, biokompatible Komponente, die all diese Anforderungen gleichzeitig erfüllt.
Spectroplast entwickelte und fertigte dafür ein präzises, 3D-gedrucktes Silikonnetz aus TrueSil A35, das eine schonende und kontrollierte Probenpositionierung in den hochdichten Mikroelektrodenarrays (HD-MEA) von 3Brain ermöglicht.
Die Herausforderung: Stabiler Kontakt ohne Gewebeschädigung
Das Silikonnetz musste vier zentrale Anforderungen erfüllen:
- Schonender mechanischer Kontakt: Empfindliche neuronale Proben mit kontrolliertem Druck fixieren, ohne das Gewebe zu beschädigen.
- Biokompatibilität: Das Risiko unerwünschter Wechselwirkungen zwischen Material und biologischer Umgebung minimieren.
- Gleichbleibende Qualität: Eine reproduzierbare Geometrie und einheitliche mechanische Eigenschaften der gefertigten Komponenten sicherstellen.
- Präzision im Mikromaßstab: Eine feine, flexible Netzstruktur mit integrierten Positionierungsarmen herstellen und gleichzeitig den ungehinderten Durchfluss des Kulturmediums ermöglichen.
Herkömmliche Lösungen, etwa manuell zugeschnittene Nylonnetze oder handgefertigte Halterungen, führten zu Fertigungsschwankungen und konstruktiven Einschränkungen.
Warum TrueSil A35?
Das medizinische Silikon TrueSil A35 von Spectroplast vereint Elastizität, Biokompatibilität und geometrische Präzision in einer additiv gefertigten Komponente.
Dank seiner flexiblen Struktur passt sich das Silikonnetz der biologischen Probe an und verteilt die Haltekraft gleichmäßig auf die Kontaktfläche. Die feinmaschige Geometrie ermöglicht den Durchfluss des Kulturmediums, während zwei integrierte Positionierungsarme für eine präzise Passform im Probenhalter sorgen.
Das Material ist zudem für Sterilisationsverfahren wie Autoklavieren sowie Behandlungen mit Ethanol und UV-Strahlung geeignet, wie für diese Anwendung dokumentiert.
Warum additive Fertigung mit Silikon?
Herkömmliche Fertigungsverfahren stoßen bei der Herstellung der erforderlichen feinmaschigen Geometrie und integrierten flexiblen Strukturen an ihre Grenzen.
Die additive Silikonfertigung von Spectroplast ermöglicht:
- Filigrane und komplexe Geometrien ohne Spritzgusswerkzeuge
- Integrierte flexible Elemente in einer einzigen Silikonkomponente
- Reproduzierbare Fertigung nach dokumentierten Spezifikationen
- Geeignete Materialeigenschaften für den direkten Kontakt mit empfindlichen biologischen Proben
Das Ergebnis: Präzision für reproduzierbare Forschung
Das Silikonnetz ist heute ein fester Bestandteil des CorePlate™-Probenhaltersystems von 3Brain.
Die dokumentierte Anwendung zeigt:
- Bis zu 4.096 Elektroden pro Well in den neuronalen CorePlate™-Messsystemen
- Definierte Haltekraft von 250–1.250 µN, anpassbar an die jeweilige Probe
- 30 Tage Inkubation ohne zytotoxische Reaktion bei der internen Untersuchung von 3Brain
Durch die Kombination aus elastischen Materialeigenschaften und präziser additiver Fertigung unterstützt Spectroplast die kontrollierte Positionierung empfindlicher neuronaler Proben für hochauflösende elektrophysiologische Untersuchungen.
Entdecken Sie die vollständige 3Brain-Fallstudie
Erfahren Sie mehr über die technischen Herausforderungen, die Materialauswahl, die konstruktiven Anforderungen und die Ergebnisse dieser präzisen Silikonanwendung.
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