Gli ingegneri UMD creano il più piccolo elemento del circuito fluido stampato in 3D
Un team di ingegneri dell’Università del Maryland ha creato il più piccolo elemento di circuito fluidico stampato in 3D . I circuiti fluidici sono molto simili ai circuiti elettrici, dove diversi componenti di un circuito stampato controllano e dirigono il flusso di fluido / elettricità. Sono utilizzati in dispositivi medici che forniscono farmaci e gestiscono il flusso di sangue, ma si trovano anche nei modelli di organi / sistema su chip utilizzati per ricercare nuovi trattamenti per varie malattie. Oggigiorno, la maggior parte dei farmaci viene testata su modelli organo-su-un-chip che simulano le reazioni umane prima di passare a veri e propri processi umani.
L’accuratezza delle reazioni di un sistema su un chip dipende da quanto il modello simula il sistema che simula, il che dipende in qualche modo dalla corrispondenza tra geometria e scala. Generalmente, un sistema su chip è di ordine di grandezza più grande della sua controparte reale semplicemente perché fabbricare vasi tanto piccoli quanto esistono nei nostri corpi è incredibilmente difficile. Ma il team UMD ha trovato un metodo per stampare in modo rapido e conveniente circuiti fluidici 3D così piccoli da poter essere adattati alla larghezza di un capello umano.
Il loro metodo impiega la scrittura laser diretta in situ (isDLW), che “consiste nel posizionare una gocciolina di olio per immersione tra la lente dell’obiettivo e il fondo del substrato di vetro per mantenere il percorso focale del laser. Tutte le microstrutture sono state stampate in un processo “da soffitto a pavimento”, punto per punto, strato per strato. “È un processo piuttosto complesso, ma in breve hanno stampato in 3D un diodo all’interno di un canale precedentemente stampato in 3D utilizzando un laser a femtosecondi per polimerizzare un fotopolimero.
La dimensione dei circuiti fluidici è di fondamentale importanza. “Proprio come il restringimento dei circuiti elettrici ha rivoluzionato il campo dell’elettronica, la capacità di ridurre drasticamente le dimensioni dei circuiti microfluidici stampati in 3D pone le basi per una nuova era in settori come lo screening farmaceutico, la diagnostica medica e la microrobotica”, ha dichiarato Ryan Sochol, un assistente professore di ingegneria meccanica e bioingegneria presso UMD.
La scrittura diretta di inchiostro (DIW) è basata sull’estrusione e non è stato possibile creare caratteristiche inferiori a 100 micron. “Questo ha davvero messo un limite a quanto piccolo potrebbe essere il tuo dispositivo”, ha osservato Lamont, uno studente di bioingegneria che ha sviluppato l’approccio e condotto i test come parte della sua ricerca di dottorato. “Dopo tutto, i circuiti microfluidici nel tuo microrobot non possono essere più grandi del robot stesso.”
“Laddove i metodi precedenti richiedevano ai ricercatori di sacrificare tempo e costi per costruire componenti simili, il nostro approccio ci consente essenzialmente di avere la nostra torta e di mangiarla anch’essa”, ha detto Sochol. “Ora i ricercatori possono rendere nanostrutturati i sistemi fluidici in 3D più velocemente, più economici e con meno fatica rispetto al passato.” Lo hai sentito da uno scienziato, la stampa 3D ci permette di avere la nostra torta e mangiarla, un’impresa che nessun’altra tecnologia ha raggiunto.