Wir verwenden Cookies, um Ihr Erlebnis zu verbessern.Indem Sie weiter auf dieser Website surfen, stimmen Sie unserer Verwendung von Cookies zu.Mehr Info.Forscher haben ein Papier veröffentlicht, das als Vorab-Beweis in der Zeitschrift Carbon verfügbar ist und die sonnenlichtaktivierte Sterilisation des Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) mit schwerem akutem respiratorischem Syndrom auf dreidimensional (3D) gedruckter Graphen-Polymilchsäure (PLA-) demonstriert. G) Oberflächen.Studie: 3D-gedruckte Graphen-Polymilchsäure-Geräte, die gegen SARS-CoV-2 resistent sind: Sonnenlicht-vermittelte Sterilisation von additiv hergestellten Objekten.Bildnachweis: Kateryna Kon/Shutterstock.comDie 3D-Fertigung hat erheblich zur Bekämpfung der Coronavirus-Pandemie (COVID-19) beigetragen, indem sie die Entwicklung von Produkten mit neuartigen Designs innerhalb kurzer Zeit erleichtert hat.Desktop-3D-Drucker stellen die kostengünstigste und am besten zugängliche 3D-Fertigungstechnik dar.Diese Drucker basieren typischerweise auf geschmolzenen Thermoplasten und Fused Deposition Modeling.Thermoplastische Polymere (TPs) sind aufgrund ihrer niedrigen Schmelztemperaturen und geringen Kosten die am häufigsten verwendeten Polymere in additiven Fertigungstechniken.Unter allen TPs hat PLA aufgrund seiner biologischen Abbaubarkeit und Biokompatibilität große Aufmerksamkeit in medizinischen Anwendungen erlangt.PLA wird je nach Grad des Wasserkontakts, autokatalytischem Verhalten, Temperatur und pH-Wert durch Hydrolyse zu Milchsäure abgebaut.Bestimmte Nachteile von PLA, wie z. B. schlechte thermische Stabilität, niedrige Wärmeverformungstemperatur und Sprödigkeit, haben jedoch seine Verwendung bei der Herstellung medizinischer Geräte eingeschränkt.Darüber hinaus sind auf PLA basierende Medizinprodukte bei der Verhinderung der Virusübertragung unwirksam, insbesondere in nosokomialen Umgebungen.Die elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie die antiviralen und antibakteriellen Eigenschaften von PLA können durch verschiedene Zusätze wie Kohlenstoff- und Metall-Nanopartikel (NPs) und Zellulose verbessert werden.Unter den Nanomaterialien weist Graphen aufgrund seiner robusten antibakteriellen Eigenschaften und differenzierungsfördernden Wirkungen auf eukaryotische Zellen ein erhebliches Potenzial im biomedizinischen Bereich auf.Darüber hinaus kann Graphen selbst in kleinen Mengen die thermischen, optischen und mechanischen Eigenschaften von 3D-gedruckten Strukturen verstärken, um die Toxizität dieser Strukturen und die Produktionskosten zu senken.Frühere Studien haben gezeigt, dass Graphen die Infektiosität von SARS-CoV-2 hemmen kann, wenn es in Textilien eingebettet ist.Graphen kann stark mit Licht interagieren, insbesondere im nahen Infrarotbereich (NIR), der für die hyperthermische Abtötung mikrobieller Arten und photothermische Therapien (PTT) unerlässlich ist.In dieser Studie untersuchten die Forscher die Machbarkeit des Einbaus von Graphen-NPs in PLA-Filamente, um sterilisierbare Objekte für medizinische Anwendungen herzustellen.PLA-G-Filamente mit Graphen-NPs wurden auf mechanische Festigkeit, thermische NIR- und Absorptionseigenschaften sowie Anti-SARS-CoV-2-Eigenschaften untersucht.Als Primärproben für die Studie wurden PLA-Filamente mit 0 %, 0,5 %, 2 % und 5 % Graphen-NPs verwendet.Graphen-NPs wurden unter Verwendung der Exfoliations-, Expansions- und Trocknungsmethode hergestellt.Eine CAD-Software (Computer Aided Design) und 3D-Computergrafik wurden verwendet, um die 3D-gedruckte Gerüststruktur zu entwerfen, während die Strukturen mit dem Ultimaker S3 3D-Drucker hergestellt wurden.Die Dicke einer einzelnen 3D-gedruckten Schicht wurde auf 200 μm festgelegt.SEM Supra 25 wurde zur Durchführung von Rasterelektronenmikroskopie (SEM) zur Bewertung der Struktur des 3D-gedruckten Materials verwendet, während ein NanoWizard II zur Durchführung von Rasterkraftmikroskopie (AFM) verwendet wurde.Elastizitätsmodul (EM), Bruchdehnung (EB) und Zugfestigkeit (TS) wurden unter Verwendung von 3D-gedruckten hundeknochenförmigen Zylindern oder Proben, die mit einem mechanischen Analysegerät ausgestattet waren, bestimmt.Nierenepithelzellen der afrikanischen grünen Meerkatze (VERO), murine Myoblastenzellen (C2C12) und humane adenokarzinomische alveoläre Basalepithelzellen (A549) wurden für Zellkulturen verwendet.Die Toxizität von PLA-G und PLA-Filamenten wurde durch die Durchführung von Toxizitätsassays an C2C12- und VERO-Zellen bestimmt.Ein Nikon-Mikroskop (20X) wurde verwendet, um die Bilder der konfokalen Mikroskopie zu erhalten.Zur Bewertung der Anti-SARS-CoV-2-Wirkungen von PLA-G und PLA auf VERO-Zellen wurden ISO18184-Verfahren befolgt.Um den photothermischen Effekt der 3D-gedruckten Proben zu bewerten, wurde eine 808-nm-Laserdiode verwendet, um trockene Proben über mehrere Zeiträume mit einer Leistung von 0,07 oder 0,1 W cm-2 zu bestrahlen, um einen thermischen Effekt ähnlich dem Sonnenlicht in einem gemessenen Sommer zu stimulieren Tag.Die Probentemperatur wurde mit einer Wärmebildkamera aufgezeichnet.In den 3D-gedruckten Strukturen betrug die durchschnittliche seitliche Abmessung der Graphen-Nanoplättchen 3 µm und die Anzahl der Schichten in der Struktur vier bis sechs.Aufgrund der Zugabe von Graphen-NPs wurden keine signifikanten Veränderungen in den 3D-gedruckten Strukturen beobachtet.Die Oberflächenrauheit der Strukturen nahm mit steigender Konzentration an Graphen-NPs zu.Sowohl PLA-G als auch PLA zeigten nahezu ähnliche Hydrophobizität.Die EB, die Fließspannung, die maximale Zugspannung und die elastischen Druck- und Zugmodule der Strukturen nahmen mit dem steigenden Anteil von Graphen-NPs in PLA-Filamenten signifikant zu.Das Vorhandensein von Graphen-NPs in PLA-Filamenten behinderte das Wachstum verschiedener in der Studie bewerteter Zellen nicht.Die Biokompatibilität dieser Zellen wurde sogar nach vielen Tagen des Wachstums aufrechterhalten.Die virale Infektiosität wurde entsprechend der steigenden Dichte von Graphen-NPs im Filament verringert.PLA-G zeigte bei Bestrahlung mit einem 808-nm-Laser mit einer Leistung von 0,1 W cm-2 einen signifikanten Temperaturanstieg mit zunehmender Konzentration von Graphen und erreichte die höchste Temperatur von 80 °C bei einer Konzentration von Graphen-NPs von 5 %.Bei den PLA-Proben wurde jedoch bei gleicher Leistungsintensität keine solche Temperaturänderung beobachtet.Die Abtötungseffizienz von SARS-CoV-2 auf den Oberflächen von PLA-Filamenten mit einer Graphenkonzentration von 5 % betrug 91,4 %, wenn die Oberflächen drei Minuten lang mit NIR-Licht bei einer Leistungsintensität von 0,1 W cm-2 bestrahlt wurden.Zusammengenommen zeigten die Ergebnisse dieser Studie, dass PLA-G effektiv zur Herstellung von 3D-gedruckten Strukturen, insbesondere medizinischen Geräten, verwendet werden kann, die täglich mit Sonnenlicht sterilisiert werden können, um eine Virusübertragung zu verhindern.Papi, M., Perini, G., Bozzi, M. et al.(2022) 3D-gedruckte Graphen-Polymilchsäure-Geräte, die gegen SARS-CoV-2 resistent sind: Sonnenlicht-vermittelte Sterilisation von additiv hergestellten Objekten.Kohlenstoff.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622322002081Haftungsausschluss: Die hier geäußerten Ansichten sind die des Autors, die in seiner Eigenschaft als Privatperson geäußert wurden, und repräsentieren nicht notwendigerweise die Ansichten von AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, dem Eigentümer und Betreiber dieser Website.Dieser Haftungsausschluss ist Bestandteil der Nutzungsbedingungen dieser Website.Samudrapom Dam ist ein freiberuflicher Wissenschafts- und Wirtschaftsautor mit Sitz in Kalkutta, Indien.Seit mehr als anderthalb Jahren schreibt er Artikel zu Wirtschafts- und Wissenschaftsthemen.Er verfügt über umfangreiche Erfahrung im Schreiben über fortschrittliche Technologien, Informationstechnologie, Maschinen, Metalle und Metallprodukte, saubere Technologien, Finanzen und Bankwesen, Automobil, Haushaltsprodukte und die Luft- und Raumfahrtindustrie.Er interessiert sich leidenschaftlich für die neuesten Entwicklungen in fortschrittlichen Technologien, die Art und Weise, wie diese Entwicklungen in einer realen Situation umgesetzt werden können, und wie diese Entwicklungen die einfachen Menschen positiv beeinflussen können.Bitte verwenden Sie eines der folgenden Formate, um diesen Artikel in Ihrem Essay, Ihrer Arbeit oder Ihrem Bericht zu zitieren:Damm, Samudrapom.(2022, 21. März).3D-gedrucktes Graphen-Gerät kann SARS-CoV-2 mit Sonnenlicht tötenAZoNano.Abgerufen am 05. Februar 2023 von https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38854.Damm, Samudrapom."3D-gedrucktes Graphengerät kann SARS-CoV-2 mit Sonnenlicht töten" .AZoNano.05. Februar 2023.