Los ingenieros de la Universidad de Maryland UMD han creado el primer elemento de circuito de fluido impreso en 3D tan pequeño que 10 podrían descansar en el ancho de un cabello humano. El diodo asegura que los fluidos se muevan en una sola dirección, una característica críticapara productos como dispositivos implantables que liberan terapias directamente en el cuerpo.
El diodo microfluídico también representa el primer uso de una estrategia de nanoimpresión 3D que rompe las barreras de costos y complejidad previas que obstaculizan los avances en áreas desde la medicina personalizada hasta la entrega de medicamentos.
"Así como la reducción de los circuitos eléctricos revolucionó el campo de la electrónica, la capacidad de reducir drásticamente el tamaño de los circuitos de microfluidos impresos en 3D prepara el escenario para una nueva era en campos como el examen farmacéutico, el diagnóstico médico y la microrobótica", dijo Ryan Sochol,profesor asistente de ingeniería mecánica y bioingeniería en la Escuela de Ingeniería A. James Clark de la UMD.
Sochol, junto con los estudiantes de posgrado Andrew Lamont y Abdullah Alsharhan, describieron su nueva estrategia en un documento publicado hoy en la revista de acceso abierto Informes científicos .
En los últimos años, los científicos han aprovechado la tecnología emergente de la nanoimpresión 3D para construir dispositivos médicos y crear sistemas de "órgano en un chip". Pero la complejidad de llevar productos farmacéuticos, nutrientes y otros fluidos a entornos tan pequeños sin fugas- y los costos de superar esas complejidades - hicieron que la tecnología no sea práctica para la mayoría de las aplicaciones que requieren un control preciso de fluidos.
En cambio, los investigadores se limitaron a las tecnologías de fabricación aditiva que imprimen características significativamente más grandes que el nuevo diodo de fluido UMD.
"Esto realmente puso un límite a lo pequeño que podría ser su dispositivo", dijo Lamont, un estudiante de bioingeniería que desarrolló el enfoque y dirigió las pruebas como parte de su investigación doctoral. "Después de todo, el circuito microfluídico en su microrobot puede"No sea más grande que el robot ".
Lo que distingue la estrategia del equipo de la Escuela Clark es el uso de un proceso conocido como sol-gel, que les permitió anclar su diodo a las paredes de un canal de microescala impreso con un polímero común. La diminuta arquitectura del diodo se imprimió directamentedentro del canal - capa por capa, desde la parte superior del canal hacia abajo.
El resultado es un diodo microfluídico 3D completamente sellado creado a una fracción del costo y en menos tiempo que los enfoques anteriores.
El fuerte sellado que lograron, que protegerá el circuito de la contaminación y asegurará que cualquier fluido empujado a través del diodo no se libere en el momento o lugar incorrecto, se fortaleció aún más por la remodelación de las paredes del microcanal.
"Cuando los métodos anteriores requerían que los investigadores sacrificaran tiempo y costo para construir componentes similares, nuestro enfoque nos permite esencialmente tener nuestro pastel y comerlo también", dijo Sochol. "Ahora, los investigadores pueden crear sistemas fluídicos complejos de nanoprint 3D más rápido, más barato,y con menos trabajo que nunca ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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