研究人員3-D列印用於醫學測試的獨特的微型流體通道

2020-12-06 騰訊網

明尼蘇達大學的研究人員是第一個在曲面上進行3D列印的微流體通道的方法，它提供了第一步，有朝一日可以將它們直接列印在皮膚上，以便實時檢測體液。圖片提供：明尼蘇達大學McAlpine集團

在一項具有開創性的新研究中，明尼蘇達大學的研究人員與美國陸軍作戰能力發展司令部士兵中心合作，以微米級尺寸進行了3D列印的獨特流體通道，可以自動生成所使用的診斷，傳感器和化驗。適用於各種醫學測試和其他應用。

該團隊是第一個在曲面上進行3D列印的結構，提供了第一步，有朝一日可以將它們直接列印在皮膚上，以實時檢測體液。該研究發表在《科學進展》上。

微流體技術是一個快速發展的領域，涉及控制微米級（百萬分之一米）的流體流動。微流體技術在廣泛的應用領域中使用，包括環境感應，醫學診斷（例如COVID-19和癌症），妊娠試驗，藥物篩查和遞送以及其他生物測定。

目前，全球微流體市場價值估計為數十億美元。微流體設備通常使用稱為光刻的複雜，多步驟技術在可控環境的潔淨室中製造。該製造過程涉及矽酮液體，該矽酮液體流過圖案化的表面，然後固化，以使圖案在固化的矽酮平板中形成通道。

在這項新研究中，使用3-D列印在單個步驟中創建了微流體通道。該團隊使用定製的3-D印表機在開放實驗室環境中直接在表面上列印微流體通道。這些通道的直徑約為300微米-約為人類頭髮大小的三倍（十分之一英寸）。研究小組表明，可以使用一系列閥門控制，泵送和重新引導通過通道的流體。

在潔淨室設置之外列印這些微流體通道可以在生產這些設備時提供基於機器人的自動化和便攜性。研究人員還首次能夠將微流體直接列印在曲面上。此外，他們將它們與電子傳感器集成在一起，以實現片上實驗室的傳感功能。

明尼蘇達大學機械工程學教授，這項研究的高級研究員麥可·麥克阿爾平說：「這項新的努力為微流體裝置開闢了許多未來的可能性。」 「能夠在無塵室中進行3D列印的設備意味著診斷工具可以由醫生直接在其辦公室列印，也可以由野外士兵遠程列印。」

但是麥克阿爾派恩說，未來更具吸引力。

「能夠在彎曲的表面上進行列印也為設備提供了許多新的可能性和用途，包括直接在皮膚上列印微流體以實時檢測體液和功能，」擔任庫爾邁耶家族講座教授的McAlpine說。在機械工程系。

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