UMD工程师创建史上最小的3D打印流体电路元件
马里兰大学的一个工程师团队创建了有史以来最小的3D打印流体电路元件。流体回路很像电路,其中电路板的不同部件控制并引导流体/电流。它们被用在提供药物和控制血液流动的医疗设备中,但它们也用于研究各种疾病的新疗法的器官/系统芯片模型中。如今,大多数药物都是在器官芯片模型上进行测试,该模型模拟人体反应,然后再进行实际的人体试验。
芯片上的系统反应的准确性取决于模型模拟其模拟系统的程度,这在某种程度上取决于几何和比例的匹配程度。一般来说,一个芯片上的系统比其真正的对应物大几个数量级,因为制造像我们体内一样小的容器是非常困难的。但UMD团队已经找到了一种快速且经济实惠的3D打印流体回路的方法,它可以很小,可以是人类头发般的宽度。
他们的方法采用了原位直接激光写入(isDLW),其“涉及在物镜和玻璃基板的底部之间放置一滴浸油,以保持激光的焦点路径。所有的微结构都是在“天花板到地板”,逐点、逐层的过程中打印出来的。“这是一个相当复杂的过程,但简而言之,他们在一个通道内3D打印了一个二极管,这个通道以前是用飞秒激光固化光聚合物进行3D打印的。
流体回路的尺寸至关重要。“正如电路的缩小彻底改变了电子领域,大幅缩小3D打印微流体电路尺寸的能力为药物筛选、医疗诊断和微机器人等领域的新时代奠定了基础。” UMD机械工程和生物工程助理教授Ryan Sochol说道。
直接油墨书写(DIW)是基于挤出的,不能产生小于100微米的特征。“这确实限制了设备的规模。”生物工程学生拉蒙特说,他开发了这种方法,并作为博士研究的一部分。毕竟,微机器人中的微流体电路不能大于机器人本身。”
“以前的方法要求研究人员牺牲时间和成本来创建类似的组件,我们的方法允许我们拥有我们的蛋糕,并且去享受它。现在,研究人员能够以更快、更便宜、更省力地对复杂的流体系统进行3D纳米打印。”索科尔说。从科学家那里听到这样的消息,3D打印让我们拥有自己的蛋糕,并且可以享受它,这是其他技术无法实现的壮举。