Desarrollo de microchips impresos en 3D con canales encapsulados como dispositivos de separación miniaturizados para...

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Ciencia de Materiales
• Ingeniería

Sus antecedentes:

• La impresión 3D ofrece prototipado rápido y personalización para la fabricación de microdispositivos de flujo continuo, superando los métodos convencionales.
• Las limitaciones en la impresión 3D han restringido los canales microfluídicos a tamaños más grandes y longitudes más cortas.
• A menudo se requiere el desarrollo de resinas e impresoras personalizadas para lograr características microfluídicas más pequeñas.

Objetivo del estudio:

• Establecer un flujo de trabajo accesible para la fabricación de microdispositivos de flujo continuo con dimensiones de canal mejoradas utilizando tecnología comercial de impresión 3D.
• Optimizar los parámetros de impresión y el diseño microfluídico para lograr secciones transversales más pequeñas y longitudes de canal más largas.
• Demostrar la utilidad de estos microdispositivos de flujo continuo para aplicaciones biológicas, como la separación de proteínas.

Principales métodos:

• Se optimizaron los parámetros de impresión (por ejemplo, altura de capa) y el diseño microfluídico (por ejemplo, canales rectangulares, cubierta de una sola capa) en una impresora 3D comercial.
• Se utilizó un conjunto de chips y un colector impreso en 3D personalizado para el postprocesamiento de alto rendimiento y la eliminación de resina.
• Se fabricaron geles de separación de poliacrilamida dentro de los canales microfluídicos para probar la funcionalidad.

Principales resultados:

• Se lograron canales microfluídicos con secciones transversales de aproximadamente 100-200 μm y longitudes de hasta 96 mm.
• Se demostraron altas tasas de éxito (>98%) en la impresión de canales con dimensiones especificadas (por ejemplo, 150 × 150 μm, 6 mm de longitud).
• Se fabricaron con éxito geles dentro de los canales, lo que demuestra el potencial para la preconcentración y separación de proteínas.

Conclusiones:

• Se presenta un flujo de trabajo novedoso para la fabricación de microcanales cerrados sin impresoras o resinas personalizadas.
• Facilita la creación de microdispositivos de flujo continuo con canales más pequeños y longitudes más largas utilizando la tecnología de impresión 3D existente.
• Permite avances en bioanálisis y diagnóstico en el punto de atención a través de la fabricación accesible de microdispositivos de flujo continuo.