The Role of Photo-Initiators in the Inks for Medical 3D Printing

Photoinitiatoren in Drucktinten sind unabdingbarer Bestandteil für die auf lichtbasierende 3D Drucktechnologie von medizinischen Implantaten, welche eine schnelle und vollständige Aushärtung der Tinte bewirken. Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinoxid (TPO) hat sich als Standard Photoinitiator etabliert und wird in vielen Harzmischungen verwendet. Aufgrund der kürzlich beschriebenen Genotoxicität von TPO [1] untersuchen wir hier zwei alternative Photoinitiatoren, namentlich Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinoxid (BPO) und Ethylphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat (TPOL) auf ihr Aushärtungsverhalten. Zu diesem Zweck wurde die Photoaushärtung von Formulierungen auf Urethanacrylatbasis, die unterschiedliche Mengen von BPO oder TPOL (0,1, 0,5, 1,0, 1,5 Gew.%) enthielten, mittels Photo-DSC-Analyse und einer 3D-Drucker (digital light processing, DLP) untersucht.Die Photo-DSC-Ergebnisse zeigten exotherme Aushärtungspeaks (Abbildung 1). Das Erhöhen der Konzentrationen von BPO oder TPOL in den Formulierungen führte zu keiner signifikanten Änderung der maximalen Peakzeit (tmax), der Peakintegration (?Hp,gesamt), der maximalen Photoaushärtungsgeschwindigkeit (Rp,max) und des Doppelbindungsumsatzes (double bond conversion, DBC). Gemäß den ANOVA- und LSD-Tests für Mehrfachvergleiche waren die DBC-Werte für die Formulierungen, die unterschiedliche Mengen von BPO oder TPOL enthielten, nicht signifikant unterschiedlich (p>0,05).