Forscher der University of Virgina haben ein superweiches und superelastisches Material entwickelt, das die Stimmbänder ersetzen könnte. Die Zerstörung der Stimmbänder durch Krebs, eine Virusinfektion oder einen Unfall ist irreparabel, bisher jedenfalls. Betroffene können sich sprachlich nicht mehr mitteilen. Allein in den USA teilen dieses Schicksal sieben Mio. Menschen.
10.000 Mal weicher als Gummi und gleiche mechanische Eigenschaften wie Stimmbänder
Das neue Elastomer ist 10.000 Mal weicher als gewöhnliches Gummi und hat die gleichen mechanischen Eigenschaften wie das Material, aus dem die Stimmbänder bestehen. Leiter der Entwicklung ist Liheng Cai. Er arbeitet mit seinem Team daran, die Wechselwirkungen zwischen aktiven weichen Materialien wie reaktionsfähigen Polymeren oder biologischen Gelen und lebenden Systemen wie Bakterien oder Zellen und Geweben im menschlichen Körper zu verstehen und zu steuern.
Mithilfe der 3D-Drucktechnik lässt sich das neue Material in die jeweilige Form bringen. Es baut sich aus winzigen Polymer-Molekülen auf, die an die Bürsten erinnern, mit denen sich das Innere von Flaschen reinigen lässt.
Bei der Vernetzung zu einem flexiblen Material klammern sich die Bürstenhärchen aneinander, und zwar so, dass das Material weich und flexibel ist. Es lässt sich um 600 Prozent dehnen. „Die extreme Weichheit, Dehnbarkeit und Thermostabilität des Materials prädestinieren es für medizinische Anwendungen“, sagt Cai.
Einsatz in zwei bis drei Jahren
Cais Doktorand Jinchang Zhu hat die Düse für den 3D-Drucker eigens entwickelt, damit sich die Tinte in Form bringen lässt. Sie hat, wenn sie in die Druckerpatrone gefüllt wird, die Konsistenz von Honig. Ein Lösungsmittel sorgt dafür, dass sich die Tropfen, die nach und nach die Düse verlassen, mit den bereits vorhandenen Tropfen verbinden, sodass ein homogenes Material entsteht. Wenn das Lösungsmittel seine Aufgabe erfüllt hat, verdampft es. Cai glaubt, dass es in zwei bis drei Jahren erste medizinische Anwendungen für das Material geben wird.