Эти жидкостные каналы могут автоматизировать производство диагностических средств, датчиков и анализов, используемых для различных медицинских тестов и для других применений, – пишет eurekalert.org со ссылкой на Science Advances.

Исследование проведено учеными из Университета Миннесоты в сотрудничестве с Центром солдатского командования по развитию боевых возможностей армии США. Команда впервые напечатала эти структуры на изогнутой поверхности на 3D-принтере, и это первый шаг к тому, чтобы когда-нибудь напечатать их прямо на коже для анализа телесных жидкостей в реальном времени.

Микрофлюидика – это быстро развивающаяся область, включающая контроль потоков жидкости в микронном масштабе (одна миллионная метра). Микрофлюидика используется в широком спектре областей, включая зондирование окружающей среды, медицинскую диагностику (например, COVID-19 и рака), тест на беременность, скрининг, доставку лекарств и другие биологические анализы.

Стоимость мирового рынка микрофлюидики в настоящее время оценивается в миллиарды долларов. Микрожидкостные устройства обычно производятся в чистой комнате с контролируемой средой с использованием сложной многоступенчатой техники, называемой фотолитографией. В процессе изготовления силиконовая жидкость течет по поверхности с рисунком, а затем твердеет, так что узоры образуют каналы в затвердевшей силиконовой пластине.

В этом новом исследовании микрофлюидные каналы создаются за один шаг с помощью 3D-печати. Команда использовала изготовленный на заказ 3D-принтер для прямой печати микрофлюидных каналов на поверхности в открытой лабораторной среде. Каналы имеют диаметр около 300 микрон – примерно в три раза больше человеческого волоса (одна сотая дюйма). Команда показала, что поток жидкости через каналы можно контролировать, прокачивать и перенаправлять с помощью ряда клапанов.

Печать этих микрофлюидных каналов за пределами чистых помещений может обеспечить автоматизацию на основе роботов и мобильность при производстве этих устройств. Впервые исследователи также смогли напечатать микрофлюид прямо на изогнутой поверхности. Кроме того, они интегрировали их с электронными датчиками для возможности измерения «лаборатория на кристалле».

«Это новое исследование открывает множество будущих возможностей для микрофлюидных устройств, – сказал Майкл Макалпайн, профессор машиностроения Университета Миннесоты и старший научный сотрудник исследования. – Возможность напечатать эти устройства на 3D-принтере вне чистой комнаты означает, что диагностические инструменты могут быть напечатаны врачом прямо в их офисе или удаленно распечатаны солдатами в полевых условиях».