Der neue IP-PDMS

Elastisches biokompatibles Druckmaterial für vielfältige Anwendungen

Der neue IP-PDMS ist ein flexibler Fotolack für den auf der Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) basierenden hochpräzisen 3D-Druck von Elastomeren. Weich, flexibel und elastisch: Das sind die zentralen Eigenschaften des neuen Druckmaterials. Damit eröffnet IP-PDMS neue Potenziale für Anwendungen in den Bereichen Mikrofluidik, Life Science und MEMS.

Flexibles Material trifft auf Flexibilität im Design

Der Fotolack IP-PDMS wurde speziell für Anwendungen entwickelt, die auf für Elastomere typischen Materialeigenschaften basieren: Weichheit, Flexibilität, Elastizität und Biokompatibilität. Dank dieser Eigenschaften ist der neue Fotolack vielversprechend für ein breites Spektrum neuartiger Anwendungen wie elastische Freiform-Zellgerüste und Tissue-Engineering-Anwendungen, 3D-strukturierte Oberflächen, mikrofluidische Systeme und mikroelektromechanische Systeme (MEMS). IP-PDMS ist für die Prozesse und Workflows der 3D-Drucker von Nanoscribe optimiert und kann mit dem 3D Microfabrication Solution Set Medium Features kombiniert werden.

Hochelastisches Material mit einem Youngschen Modul, das um drei Größenordnungen geringer ist als das von IP-S
Fotolack mit einem geringen Brechungsindex
Nicht-zytotoxisch nach ISO 10993-5 / USP 87
Hochflexibles Material für eine Vielzahl modernster Anwendungen

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Mechanische Eigenschaften
für modernste Anwendungen

Mit einem Youngschen Modul von 15.3 MPa ist der neue Fotolack etwa drei Größenordnungen elastischer als andere 2PP-Druckmaterialen im Nanoscribe IP-Fotolack-Portfolio, zum Beispiel im Vergleich zum beliebten IP-S. Außerdem zeichnet sich IP-PDMS durch eine hohe Elastizität und seine Weichheit aus. Eine Bruchdehnung von mehr als 240 Prozent liefert den Beleg für seine Flexibilität. Diese mechanischen Eigenschaften sowie der niedrige Brechungsindex, die chemische Trägheit und die Gasdurchlässigkeit des neuen Fotolacks sind auch für kommerzielles PDMS bekannte Materialeigenschaften.

In Kombination mit der Vielseitigkeit der 3D-Mikrofabrikationstechnologie und -lösungen von Nanoscribe entsteht durch das neue Druckmaterial weitreichendes Potenzial für neuartige Anwendungen in den Bereichen Life Science, Mikrofluidik und Mikromechanik. Damit wird das Design und die Herstellung mikrofluidischer Anwendungen mit Freiformflächen und die Realisierung von 3D-mikrostrukturierten Funktionsflächen in einem einzigen Druckschritt möglich.

Dr. René Hensel, INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien, Saarbrücken

Das 3D-Druckmaterial IP-PDMS ist hochinteressant für mikrostrukturierte funktionale Oberflächen. Wir können zeitaufwändige Formgebungsschritte überspringen, um unsere Designs direkt in Elastomere zu übertragen, sodass auch neue Designs machbar werden.

Biokompatibles Elastomer
für Life Science Anwendungen

Das auf Silikon basierende Elastomer IP-PDMS ähnelt aufgrund seiner Materialeigenschaften konventionellem PDMS, ist jedoch eigens entwickelt für die spezifischen Anforderungen des 2PP-basierten 3D-Drucks. Der neue IP-PDMS ist damit der optimale Fotolack für die hochpräzise additive Fertigung weicher, flexibler und elastischer 3D-Mikrostrukturen.
Das Druckmaterial ist nach ISO-Standard als nicht-zytotoxisch klassifiziert und damit insbesondere für 3D-gedruckte Anwendungen in den Bereichen Life Science und Medizintechnik geeignet. Der neue IP-PDMS verspricht außerdem Fortschritte beim hochpräzisen 3D-Druck elastischer Freiform-Zellgerüste oder von 3D-Designs, die die natürlichen Eigenschaften von weichem Gewebe nachahmen, wie es im Forschungsfeld Tissue Engineering üblich ist.

3D-gedruckte Oktaeder-Arrays. Ein einzelnes Element hat einen Außendurchmesser von 50 µm. IP-PDMS ist vielversprechend für Life Science Anwendungen wie Zellkäfige oder 3D-Zellgerüste. Bild: Wegener-Gruppe, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Die Eigenschaften von IP-PDMS im Vergleich

Der neue IP-PDMS
Think flexible. Print nano.

Nahaufnahme der IP-PDMS gedruckten Mikrokegel.

Array aus Mikrokegeln. Mit IP-PDMS können Strukturen auf der Mikro- und Nanoskala gedruckt werden, sodass neue, direkte Fertigungsstrategien für funktionale Oberflächen entstehen.

Oktaeder mit einem Außendurchmesser von 50 µm. Die weichen und flexiblen Eigenschaften von IP-PDMS sind ideal für die Zellforschung und das Tissue Engineering. Bild: Wegener-Gruppe, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Array aus weichen Oktaedern. Jedes Element hat einen Außendurchmesser von 50 µm. Bild: Wegener-Gruppe, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

3D-gedrucktes Quader-Array. Der neue IP-PDMS ist vielversprechend für fortschrittliche Anwendungen in der Materialentwicklung.

Nahaufnahme der IP-PDMS gedruckten Quader. Der neue Fotolack eröffnet neue Möglichkeiten z.B. im Bereich Mikrofluidik.

Weitere Druckmaterialien für die
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Die IP-Fotolacke von Nanoscribe sind bewährte Druckmaterialien für die Technologie der hochpräzisen 3D-Mikrofabrikation auf Basis der Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP). Die Produktlinie umfasst eine breite Palette von Negativ-Lacken auf (Meth-)Acrylatbasis. Diese Materialien sind für die Herstellung von Strukturen im Nano-, Mikro- und Mesoskala-Bereich entwickelt worden.

Alle Fotolacke von Nanoscribe

Materialeigenschaften	IP-PDMS	IP-S
Youngsches Modul* [MPa]	15.3	5100
Bruchdehnung** [%]	> 240	n. a.
Brechungsindex bei 589 nm, 20°C	1.45	1.51
Biokompatibilität (DIN ISO 10993-5)	Nicht-zytotoxisch	Nicht-zytotoxisch

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