3D-gedruckte Nitinol-Geflechte ermöglichen individuelle Herzimplantate
Ein internationales Forschungsteam entwickelt ein einstufiges additives Fertigungsverfahren für flexible Stents, die sich der Anatomie des Patienten anpassen.
Von Giovanni Sapere
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Ein Forschungsteam unter der Leitung des IMDEA Materials Institute und der Universidad Politécnica de Madrid hat eine Erfindung zur Herstellung personalisierter Herzimplantate mittels 3D-Druck und superelastischem Nitinol entwickelt. Wie [MedicalXpress](https://medicalxpress.com/news/2026-10-3d-method-options-personalized-cardiovascular.html) berichtet, ermöglicht das in npj Metamaterials veröffentlichte Verfahren die einstufige Produktion flexibler geflochtener Strukturen, die sich ohne Strukturversagen in Einführkatheter komprimieren lassen.
Die Grenzen konventioneller metallischer Gitter
Minimalinvasive transkatheterbasierte Geräte erfordern Implantate, die sich in enge Katheter komprimieren, durch Blutgefäße bewegen und nach dem Entfalten ihre ursprüngliche Form vollständig wiedererlangen können. Die konventionelle additive Fertigung metallischer Implantate stützt sich laut MedicalXpress auf starre Gitternetzwerke, die auf der Biegung von Streben beruhen. Diese Standardgeometrien werden bei Kompression übermäßig steif und bergen bei Dehnungen von nahezu 25 % ein erhebliches Risiko struktureller Brüche, während sie erhöhte nach außen gerichtete Kräfte auf Arterienwände ausüben, die klinische Risiken vergrößern. Co-Autor Dr. Carlos Aguilar Vega wies darauf hin, dass traditionelle Fertigungstechniken geometrische Einschränkungen auferlegen, die eine echte mechanische Personalisierung verhindern.
„Mit konventionellen additiven Fertigungstechniken hergestellte Gitterstrukturen können den hohen Grad an reversibler Verformung nicht erreichen, der für transkatheterbasierte Anwendungen erforderlich ist.“
— Dr. Carlos Aguilar Vega, IMDEA Materials Institute
Geflochtene Nitinol-Architektur und chemische Nachbearbeitung
Um das Steifigkeitsproblem zu lösen, entwickelten die Forscher in Zusammenarbeit mit dem Massachusetts Institute of Technology und der University of Galway miteinander verwobene geflochtene Architekturen aus Nitinol, einer Formgedächtnislegierung. Statt starre Streben zu biegen, absorbiert die Struktur Verformungen durch das Gleiten und die Neuausrichtung verwobener Filamente und ahmt dabei textile Netze nach, wie MedicalXpress ausführt. Das Team setzte eine kombinierte Nachbehandlung aus chemischem Ätzen und Elektropolieren ein, um eine Oberflächengüte in biomedizinischer Qualität zu erreichen. Diese Oberflächenbehandlung verringerte die Faserstärke um 47,7 % und die Querschnittsfläche um 71,1 %, wodurch die fertigen Geräte Durchmesserkompressionen von bis zu 50 % aushalten und dabei mehr als 90 % elastische Rückstellung bewahren.
Validierung, Patentschutz und neurovaskuläre Perspektiven
Die resultierende Medizinproduktstruktur erzeugte eine chronische nach außen gerichtete Kraft, die bis zu fünfmal niedriger war als bei konventionellen Gittern, was die Gefahr von Gefäßschäden und Thrombosen deutlich verringert, so MedicalXpress. Die patentierte Technik, die den nationalen James Dyson Award erhielt, wurde anhand einzelner Kompressions-Expansions-Zyklen bei verschiedenen Geometrien validiert, darunter ein maßgeschneiderter Prototyp eines Aortenklappenrahmens aus CT-Aufnahmen von Patienten, ein konischer Flow-Diverter und ein fenestrierter Bifurkationsstent. Die nächsten Schritte umfassen In-vitro-Biokompatibilitätstests und Tierstudien vor klinischen Studien am Menschen, während sich die künftige Forschung auf ultrahochpräzisen 3D-Druck konzentriert, um empfindliche neurovaskuläre Gefäße im Gehirn zu erreichen.
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