Funktionelle Lack- und Harzsysteme zur additiven Fertigung von Medizinprodukten und gedruckten Leiterbahnen

Der erste Teil dieser Doktorarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Thiol-In Ink-Jet Klarlacks zur Beschichtung von medizinischen Implantaten und Oberflächen mit häufigem Hautkontakt. Dazu wurde ein niederviskoses Alkinmonomer mit außergewöhnlich niedriger Zytotoxizität synthetisiert, welches mit multifunktionellen Thiolmonomeren zu Photopolymeren mit hohen thermo-mechanischen Eigenschaften reagiert. Osteosarcomazellen zeigten in Adhäsionstests ein gutes Anwachsverhalten auf der Polymeroberfläche des evaluierten Lacks, wodurch dieser als Beschichtung von Knochenimplantaten eingesetzt werden könnte. Zudem wurde durch die Immobilisierung einer quartären Ammoniumverbindung die Polymeroberfläche antimikrobiell funktionalisiert, wodurch der Lack als Beschichtung von Oberflächen mit häufigem Hautkontakt zur Vermeidung von Keimübertragungen Anwendung finden könnte. Der zweite Teil dieser Arbeit beschreibt die Charakterisierung eines ternären Thiol-Alkin-Methacrylat Harzsystems, welches zur Herstellung von stereolithographisch gefertigten Medizinprodukten mit anwendungsspezifisch adaptierbar hohen mechanischen Eigenschaften eingesetzt werden soll. Ausgewählte Formulierungen wurden dazu genutzt 3D Druckerzeugnisse mit einer hohen Oberflächengüte und Auflösung herzustellen. In vitro Degradationsexperimente, Hämokompatibilitätstests und Adhäsionstests mit Osteosarcomazellen wurden im Hinblick auf medizinische Anwendungsmöglichkeiten mit ausgewählten Polymeren durchgeführt. Der dritte Teil dieser Dissertation beschreibt die Entwicklung eines thermisch reduzierbaren, partikelfreien Silberlacks zur Herstellung von gedruckten Leiterbahnen mittels Siebdrucks. Der untersuchte Silberlack beinhaltet Silberkomplexe, welche in einem dem Druckprozess nachgeschalteten Reduktionsprozess durch Nahinfrarotlampen zu leitfähigen, elementaren Silberstrukturen umgewandelt wurden. Neben dem Siebdruck wurde der Lack an einer Rolle-zu-Rolle Testanlage im Flexo- und Gravurdruck zur Herstellung von leitfähigen Strukturen eingesetzt. Die Grundformulierung wurde zusätzlich für eine Anwendung im Ink-Jet Druck optimiert. Erste Drucktests waren erfolgreich und untermauern das Potential dieses selbstreduzierenden, leitfähigen Silberlacks.