Los canales fuera de la superficie permiten el control basado en la tensión del flujo de fluidos en parches montables...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería biomédica
• Mecánica de fluidos

Sus antecedentes:

• Las bombas biomecánicas convencionales dependen de la compresión para la generación de presión debido a la expansión natural del material bajo tensión.
• Los dispositivos microfluídicos a menudo requieren fuentes de energía externas para la activación del fluido.

Objetivo del estudio:

• Introducir y caracterizar los microcanales fuera de la superficie (OSMiC) que generan presión a partir de la deformación por tracción.
• Investigar la relación entre la geometría de microcanales, la tensión mecánica y el flujo de fluidos.
• Demostrar un nuevo elemento de control de fluidos sin potencia para aplicaciones basadas en deformaciones.

Principales métodos:

• Fabricación de parches monolíticos de polidimetilsiloxano (PDMS) con OSMiC.
• Caracterización del comportamiento de OSMiC bajo tensión uniaxial.
• Investigación de las arrugas, la flexión y los fenómenos de retroceso.
• Medición de la generación de presión de flujo de fluido.
• Simulaciones numéricas para validar las observaciones experimentales.

Principales resultados:

• Los OSMiC exhiben una tensión volumétrica negativa, generando presión bajo tensión de tracción.
• Generación de presión sintonizable y asimétrica lograda a través de propiedades de cambio de forma (morfismo).
• Presión máxima de flujo hacia delante (hacia atrás) de 10 (-14) kPa medida con un esfuerzo uniaxial del 20%.
• Se ha demostrado el control discreto del caudal accionado por tensión mediante la integración de OSMiC con diferentes valores de Q.
• Demostración exitosa de un parche cutáneo OSMiC sin alimentación para la administración de líquidos.

Conclusiones:

• Los OSMiC ofrecen un nuevo mecanismo para la activación de fluidos biomecánicos basados en la tensión de tracción.
• La tecnología desarrollada permite el control de fluidos sintonizables y sin alimentación para dispositivos portátiles e implantables.
• Los OSMiC presentan una plataforma versátil para aplicaciones microfluídicas sensibles a la tensión, incluida la administración de fármacos.