Con gli elettrodi stampati in 3d otteniamo dispositivi microfluidici meno costosi e più veloci da fabbricare

I ricercatori dell’Imperial College di Londra hanno voluto sviluppare un biosensore microfluidico per l’analisi delle cellule tumorali che fosse più veloce e più facile da produrre. Un dispositivo microfluidico coinvolge materiale biologico che viaggia attraverso minuscoli canali ed elettrodi che passano corrente elettrica attraverso il materiale in modo che un microchip possa analizzare ciò che il materiale contiene. Gli scienziati dell’Imperial College di Londra si sono concentrati sull’elettrodo per migliorare il loro dispositivo: con la stampa 3D dell’elettrodo, potevano risparmiare un sacco di tempo e denaro, hanno scoperto.

“Avevamo un’idea di come modellare questi elettrodi in un modo semplice”, ha detto il ricercatore capo del dipartimento di chimica dell’Imperial College di Londra, il dott. Ali Salehi-Reyhani. “E sta usando gli schemi dei canali microfluidici per modellarli su una superficie, in modo da poter ottenere questi disegni complicati che altrimenti sarebbero estremamente difficili da realizzare.”

L’elettrodo si trova tra i canali del dispositivo microfluidico e il materiale biologico scorre su di esso. Il dott. Salehi-Reyhani e il suo team hanno capito che potevano progettare un elettrodo su un computer e stamparlo in 3D.

“Disegniamo qualcosa sul PC [personal computer], cinque minuti dopo hai il tuo modello e mezz’ora dopo hai gli elettrodi ottenuti”, ha detto il dott. Salehi-Reyhani.

Si sono divertiti un po ‘con la tecnologia mentre lo stavano testando.

“Ci piace IronMan, quindi abbiamo fatto una ricerca di immagini su Google e l’abbiamo caricata in Photoshop e stampata”, ha continuato il dott. Salehi-Reyhani.

I laboratori convenzionali su un chip usano elettrodi d’oro, e mentre il materiale stampato in 3D non era conduttivo come l’oro, era ancora abbastanza conduttivo per portare a termine il lavoro, specialmente dopo alcuni miglioramenti apportati dai ricercatori.

“Tutto ciò che serve era inviare una corrente alternata, alternando la tensione per interrompere le cellule”, ha detto il dott. Salehi-Reyhani.

Il dott. Salehi-Reyhani spera che la stampa 3D di cose come gli elettrodi possa democratizzare la creazione di apparecchiature scientifiche altamente specializzate come i dispositivi microfluidici. Crede che la comunità scientifica possa trarre beneficio dal contributo della comunità di maker e hacker, con la sua inclinazione a trovare modi più economici e veloci di creare cose, anche per settori come la scienza e l’assistenza sanitaria.

“Con il nostro metodo, i ricercatori e le start-up possono progettare e sviluppare più facilmente dispositivi analitici, anche quando hanno bisogno di dispositivi elettronici che non possono essere acquistati immediatamente”, ha affermato. “Gli hack della comunità sono ottimi per democratizzare la scienza, consentendo a più persone di provare nuove soluzioni tecnologiche. Ci auguriamo che questo metodo consentirà alla bioelettronica di beneficiare di quell’ecosistema di hacker che si occupa direttamente dei problemi e delle soluzioni nel settore sanitario “.

I ricercatori dovevano assicurarsi che il materiale dell’elettrodo stampato in 3D fosse compatibile con le biomolecole per l’analisi del saggio biologico, e dovevano anche assicurarsi che l’elettrodo aderisse al substrato su cui si trova il laboratorio su un chip. Il passo successivo è la produzione di un biosensore microfluidico che può essere sottoposto a studi clinici in centri medici per l’uso da parte di non esperti. Il biosensore potrebbe rilevare la differenza tra infezioni virali e batteriche con solo una goccia di sangue di un paziente. Il dott. Salehi-Reyhani vuole anche sviluppare applicazioni di biosensori indossabili come l’analisi del sudore.

La ricerca è documentata in un documento dal titolo ” Micropatterning di elettrodi metallici planari mediante il riempimento a vuoto di geometrie di canali microfluidici “. Gli autori del lavoro sono Stelios Chatzimichail, Pashini Supramanian, Oscar Ces e Ali Salehi-Reyhani.

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