Integración de retroalimentación óptica y control de fluidos para impresión 3D in situ asistida por flujo multifásico

Área de la Ciencia:

• Microfluídica
• Fabricación Aditiva
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• La estereolitografía (SLA) es una técnica de impresión 3D de alta resolución ampliamente utilizada para dispositivos microfluídicos y aplicaciones de laboratorio en chip.
• La SLA enfrenta limitaciones en la integración multimaterial y la fabricación de microestructuras complejas dentro de canales cerrados, lo que dificulta aplicaciones avanzadas como la separación analítica y la ingeniería de tejidos.

Objetivo del estudio:

• Presentar un novedoso método de impresión 3D in situ asistida por flujo multifásico para superar las limitaciones de la SLA tradicional para la fabricación microfluídica.
• Permitir la microfabricación multimaterial precisa y de alta fidelidad dentro de microcanales confinados.

Principales métodos:

• El método utiliza un sistema de dos fases acuosas (ATPS) para la generación secuencial de capas a través del confinamiento de fluidos.
• Un sistema de alineación guiado por imágenes con transformación homográfica garantiza la proyección precisa de los patrones de impresión dentro de los microcanales.
• La sintonización de la viscosidad de las fases ATPS permite el control dinámico sobre el espesor de la capa y el diseño adaptativo de estructuras 3D.

Principales resultados:

• Demostró el control dinámico del espesor de la capa a través de la sintonización de la viscosidad de la impresión ATPS y las fases de bloqueo.
• Logró una alineación precisa de la máscara y una alta fidelidad de proyección utilizando el sistema guiado por imágenes.
• Fabricó con éxito microestructuras 3D complejas (pirámides, cuboides, estructuras de vacío) y patrones multimaterial directamente dentro de microcanales.

Conclusiones:

• El método de impresión 3D in situ asistida por flujo multifásico ofrece una solución versátil para la microfabricación espacialmente controlada y de alta fidelidad en espacios confinados.
• Esta técnica aborda desafíos clave en la fabricación de dispositivos microfluídicos, allanando el camino para novedosas aplicaciones de laboratorio en chip.
• Permite la microfabricación avanzada para aplicaciones en separación analítica, ingeniería de tejidos y más allá.