面向3D打印的微流体人造肺部,用于呼吸支
Elyse Fleck1,2, Charlise Keck1,2, Karolina Ryszka1,2
1ECLS Laboratory, Department of Surgery, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109, USA. jpotkay@umich.edu.
Lab on a chip
|January 26, 2024
概括
3D打印可以快速制造具有高通道密度的微流体人工肺 (μALs). 这种仿生装置模仿了气膜功能,实现了高效的气体交换,并为临床翻译铺平了道路.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 医疗器械 医疗器械
- 微流体学 微流体学
背景情况:
- 微流体人造肺 (μALs) 通过模仿膜微环境,比传统的氧化器提供了更好的气体交换和血液相容性.
- 微制造技术的局限性阻碍了μALs的临床转化,限制了设备几何,尺寸和生产吞吐量.
研究的目的:
- 使用3D打印开发微流体人工肺 (μALs) 的快速和可扩展的制造方法.
- 评估3D打印的μALs的气体交换性能和血液兼容性.
主要方法:
- 使用数字光处理 (DLP) 3D打印机和定制光聚合的聚甲基 (PDMS) 树脂用于光聚合 (VPP) 的μALs.
- 具有500个血液通道和252个气体通道的设计设备,具有直角流路和薄膜,以实现高效的气体交换.
- 使用绵羊全血测试气体交换性能,测量氧和和二氧化碳转移效率.
主要成果:
- 成功制造了具有高微通道密度的μALs (172μm高 × 320μm宽的通道,62μm厚的膜).
- 达到测量的输出血液氧和度 (SO2),与理论模型一致.
- 证明了高的二氧化碳转移效率,与领先的人工肺技术相提并论,在1mLmin-1流速下,血侧压下降1.58mmHg.
结论:
- 瓦特光聚合 (VPP) 3D打印为制造复杂的微流体人工肺 (μALs) 提供了快速和可扩展的方法.
- 3D打印的μAL显示出有前途的气体交换能力和血液相容性,解决了临床翻译的关键局限性.
- 这项技术代表了先进的微流体人工肺器件临床应用的重要一步.
