Herausforderungen bei der Entwicklung #4 – Trocknung des gedruckten Konstrukts

Teil 4 von #developmentchallenges. Diese Woche versuche ich, ein mit Lösungsmittel gegossenes gedrucktes Konstrukt zu trocknen. Ziel des Trocknens ist es, so viel wie möglich vom Restlösungsmittel zu entfernen, ohne das Konstrukt zu beschädigen.

Die Herausforderung, vor der ich stehe, besteht nicht darin, die Arbeit zu erledigen, sondern darin, sie effizient und wiederholbar zu erledigen und eine Kontamination zu vermeiden. Lassen Sie mich die Herausforderung erklären. Das Lösungsmittel muss verdampft werden, wenn Sie ein Konstrukt mit einem in einem Lösungsmittel gelösten Polymer gedruckt haben. Wenn dies zu schnell geschieht, entstehen Blasen. Wir wollen die Entstehung von Blasen so weit wie möglich vermeiden. Dies kann geschehen, indem Sie sicherstellen, dass die Verdunstung sehr langsam erfolgt. Die Trocknung bei 1 atm an der Luft unter Verwendung eines gekühlten Druckbetts führt zu einer ausreichend langsamen Verdunstung und einer sehr geringen Blasenbildung. Wenn Sie dies jedoch im Luftstrom des Abzugs tun, könnte das Produkt mit Partikeln aus der Luft kontaminiert werden. Außerdem braucht es viel Zeit, und der Prozess hängt von der Umgebungstemperatur ab, die von Sommer zu Winter variiert. Also nicht effizient, nicht wiederholbar (über das Jahr hinweg) und nicht frei von möglicher Kontamination.

Die Aufbewahrung von Proben in einem Vakuumschrank ist sicherer und die Verdunstung schneller. Wir experimentieren derzeit mit einer sehr langsamen Vakuumrampe. Halten Sie die Probe eine lange Zeit bei leicht reduziertem Druck (z.B. 900 mbar), bevor Sie zum vollen Vakuum übergehen. Der Vakuumschrank verfügt über ein Thermobrett (ein Brett, das erwärmt, aber nicht gekühlt werden kann). Zu Beginn des Prozesses halte ich das Regal auf Zimmertemperatur und erst später im Prozess erhöhe ich sie. Sie wollen schließlich so viel des vorhandenen Lösungsmittels wie möglich verdampfen. Die Entfernung der Lösungsmittelrückstände kann durch einen Waschvorgang verbessert werden, aber dann führen Sie ein neues Lösungsmittel (Ethanol) und Wasser ein. Die Arbeit mit Wasser in Reinräumen ist aufgrund von Mikroorganismen, die in Wasser gut gedeihen, nicht zu empfehlen.

Dies ist ein Beitrag in einer Serie über unsere täglichen #Entwicklungsherausforderungen und #Produktionsherausforderungen bei Vosfox Medical. Wir übernehmen für unsere Kunden die Prozessentwicklung, Validierung und reguläre Produktion von Medizinprodukten. Unsere Spezialität ist die Kleinserienproduktion, wie zum Beispiel der medizinische 3D-Druck. Bitte besuchen Sie vosfoxmedical.com für allgemeine Informationen, Contract Manufacturing für Informationen über Sterilisationsdienste oder Services für Informationen über Sterilisationsvalidierung.

Quelle: Bakrani Balani et al. (2021). Verfahren und Materialien, die für Direktschreibtechnologien verwendet werden: Ein Überblick. Ergebnisse in Engineering.11.100257.10.1016.