UMD工程師創造了迄今為止最小的3D打印流體電路元件

馬里蘭大學的一個工程師團隊創造了有史以來最小的3D打印流體電路元件。流體迴路很像電路,其中電路板的不同部件控制並引導流體/電流。它們被用於提供藥物和處理血液流動的醫療設備中,但它們也存在於用於研究各種疾病的新療法的器官/系統芯片模型中。如今,大多數藥物都是在模擬人體反應的芯片上的器官模型上進行測試,然後再進行實際的人體試驗。

UMD工程師創造了迄今為止最小的3D打印流體電路元件

芯片系統反應的準確性取決於模型模擬其模擬系統的程度,這在某種程度上取決於幾何和尺度的匹配程度。一般來說,芯片上的系統比真正的同類系統要大幾個數量級,僅僅因為製造出我們身體中存在的這麼小的血管是極其困難的。但是UMD的研究小組已經找到了一種快速、廉價的3D打印流體電路的方法,這種電路非常小,可以適應人類頭髮的寬度。

他們的方法採用了原位直接激光寫入技術(isDLW),該技術“包括在物鏡和玻璃襯底之間放置一滴浸沒油,以保持激光的聚焦路徑”。所有的微結構都是“從天花板到地板”逐層打印的。“這是一個相當複雜的過程,但簡而言之,他們在一個通道內3D打印了一個二極管,這個通道之前是用飛秒激光來固化光聚合物的。”

流體迴路的尺寸至關重要。 “正如電路的縮小徹底改變了電子領域,大幅縮小3D打印微流體電路尺寸的能力為藥物篩選,醫療診斷和微機器人等領域的新時代奠定了基礎,”助理Ryan Sochol說道。

直接墨水書寫(DIW)是以擠壓為基礎的,不能產生小於100微米的特徵。“這真的限制了你的設備可以有多小,”拉蒙特說,他是一名生物工程專業的學生,開發了這種方法,並作為他博士研究的一部分領導了測試。“畢竟,微型機器人的微流體電路不能比機器人本身大。”

Sochol說:“以前的方法要求研究人員犧牲時間和成本來製造類似的組件,而我們的方法基本上允許我們魚與熊掌兼得。”現在,研究人員可以比以往更快、更便宜、更省力地用3D納米打印複雜的流體系統。“


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