“Quando você projeta a luz, o ideal é curar apenas uma camada da parede do canal e deixar a resina líquida dentro do canal intacta; mas é difícil controlar a profundidade de cura, pois estamos tentando atingir algo que é apenas uma lacuna de 10 mícrons”, disse Chen.

Ele disse que os processos comerciais atuais só permitem a criação de uma altura de canal no nível de 100 mícrons com controle de precisão ruim, devido ao fato de que a luz penetra muito profundamente em uma camada curada, a menos que você esteja usando uma resina opaca que não permita tanta penetração de luz.

“Mas com um canal microfluídico, normalmente você quer observar algo ao microscópio, e se for opaco, você não pode ver o material dentro, então precisamos usar uma resina transparente”, disse Chen.

Para criar canais com precisão em resina transparente em um nível de microescala adequado para dispositivos microfluídicos, a equipe desenvolveu uma plataforma auxiliar exclusiva que se move entre a fonte de luz e o dispositivo impresso, impedindo que a luz solidifique o líquido dentro das paredes de um canal, de modo que o teto do canal pode então ser adicionado separadamente à parte superior do dispositivo. A resina residual que permanece no canal ainda estaria em estado líquido e pode então ser lavada após o processo de impressão para formar o espaço do canal.

Os dispositivos microfluídicos têm aplicações cada vez mais importantes em pesquisa médica, desenvolvimento de medicamentos e diagnósticos.

“Existem muitas aplicações para canais microfluídicos. Você pode fluir uma amostra de sangue pelo canal, misturando-a com outros produtos químicos para que possa, por exemplo, detectar se tem COVID ou níveis elevados de açúcar no sangue”, disse Chen.

Ele disse que a nova plataforma de impressão 3D, com seus canais em microescala, permite outras aplicações, como classificação de partículas. Um classificador de partículas é um tipo de chip microfluídico que utiliza câmaras de tamanhos diferentes que podem separar partículas de tamanhos diferentes. Isso pode oferecer benefícios significativos para a detecção e pesquisa do câncer.

“As células tumorais são ligeiramente maiores que as células normais, que têm cerca de 20 mícrons. As células tumorais podem ter mais de 100 mícrons”, disse Chen. “Neste momento, usamos biópsias para verificar células cancerígenas; cortar órgão ou tecido de um paciente para revelar uma mistura de células saudáveis ​​e células tumorais. Em vez disso, poderíamos usar dispositivos microfluídicos simples para fluir (a amostra) através de canais com alturas impressas com precisão para separar as células em tamanhos diferentes, para não permitir que essas células saudáveis ​​interfiram em nossa detecção.”

Chen disse que a equipe de pesquisa da Escola de Engenharia Viterbi da Universidade do Sul da Califórnia está agora no processo de registro de um pedido de patente para o novo método de impressão 3D e está buscando colaboração para comercializar a técnica de fabricação para dispositivos de testes médicos. Para saber mais sobre a pesquisa acesse o site.

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