高分辨率的低成本液晶3D打印用于微流体和芯片器官设备
Houda Shafique1,2, Vahid Karamzadeh1,2, Geunyong Kim1,2
1Biomedical Engineering Department, McGill University, Montreal, QC, Canada.
Lab on a chip
|April 29, 2024
概括
低成本的液晶显示器 (LCD) 3D打印可以快速制造高分辨率的微流体设备和器官芯片模型,使用一种新的生物相容墨水. 这使得全世界的研究人员可以获得先进的微流体制造.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 微流体学 微流体学
背景情况:
- 传统的微流体设备制造依赖于昂贵的洁净室方法或专业技术,如数字光处理 (DLP) 3D打印.
- 现有的DLP3D打印机价格昂贵 (15-30万美元),并且在像素大小和分辨率上有局限性,阻碍了广泛采用.
- 微流体设备和芯片器官 (OOC) 平台需要可访问的高分辨率制造方法.
研究的目的:
- 为了引入低成本的液晶显示器 (LCD) 光聚合3D打印直接微流体设备制造.
- 开发和优化一种生物相容的聚乙烯糖醇二烯酸基墨水 (PLInk),用于高分辨率,快速的液晶三维打印.
- 展示液晶3D打印在生产复杂微流体设备和OOC平台方面的能力.
主要方法:
- 使用了价格实惠的液晶3D打印机 (150-600美元),具有高像素数量 (8-58M) 和小像素大小 (18-35微米).
- 开发并优化了用于液晶3D打印的新型光聚合物墨水 (PLInk),重点是分辨率,打印速度和生物兼容性.
- 制造的微流体设备具有75微米,22微米厚的膜和110微米半径的通道.
主要成果:
- 实现了微流体设备的高分辨率3D打印,包括微混合器,微和自主毛细管电路,用于敏感的干扰素-γ检测 (LOD: 12 pg mL-1).
- 在384个井的格式中成功制造了器官芯片设备,在8小时的印刷时间内生产了3420个设备.
- 证明了共同培养球体的功能性器官芯片模型,在5天内观察内皮发芽和细胞迁移.
结论:
- 液晶3D打印为高分辨率的微流体设备制造提供了具有成本效益和可访问性的替代方案.
- 开发的PLInk适用于创建复杂,生物相容的微流体和芯片器官设备,具有快速吞吐量.
- 这项技术使微流体设备的生产实现了民主化,使得在各种科学领域进行更广泛的研究和应用.
