Le DLP peut-il être utilisé pour créer des puces microfluidiques ?

Les applications médicales de l’impression 3D sont vastes et augmentent de jour en jour. L’une d’entre elles, de plus en plus importante mais peut-être moins discutée, concerne la microfluidique. Les dispositifs microfluidiques (puces microfluidiques) sont apparus au cours des 30 dernières années et ont été rapidement intégrés dans de nombreuses applications biomédicales différentes, notamment dans la recherche sur le cancer, le dépistage des médicaments, l’administration de médicaments et les diagnostics moléculaires. La fabrication additive est également utilisée pour produire ces dispositifs importants. Un récent article de recherche de la faculté de pharmacie de l’université Aristote de Thessalonique, en Grèce, montre comment le procédé DLP peut être utilisé dans leur production.

Comme nous l’avons mentionné, les dispositifs microfluidiques ont gagné en popularité au cours des dernières années. Mais de quoi s’agit-il exactement ? La microfluidique fait référence à la manipulation des fluides à l’échelle microscopique. Elle offre des réponses rapides, une consommation minimale d’échantillons et un débit élevé. Les dispositifs microfluidiques, à savoir les puces microfluidiques, sont un ensemble de microcanaux qui ont été gravés ou moulés dans un matériau.  Traditionnellement, les dispositifs microfluidiques sont fabriqués en verre, en silicium et en polydiméthylsiloxane (PDMS). Cependant, ils sont de plus en plus souvent fabriqués par impression 3D.

Le dispositif microfluidique réalisé par les chercheurs

Auparavant, seules la stéréolithographie (SLA) et la bi-polymérisation (2PP) étaient utilisées en raison de leur précision et de leur capacité à produire des pièces de petites dimensions. Mais ce ne sont plus les seules options. Dans l’étude intitulée « Fabrication of a microfluidic device using Digital Light Processing (DLP) 3D printing« , Eleftherios Andriotis, Paraskevi Kyriaki Monou et Dimitrios Fatouros ont expliqué comment fabriquer un dispositif microfluidique à l’aide du procédé Digital Light Processing (DLP). Les chercheurs ont pu accomplir cette tâche avec l’aide de Lino3D, un laboratoire d’impression 3D basé en Grèce.

Fabrication des puces microfluidiques

Pour ceux qui connaissent bien l’impression 3D, vous savez que le DLP est l’un des procédés d’impression 3D reposant sur le principe de photopolymérisation. Cependant, contrairement à la SLA, qui utilise un laser pour polymériser point par point les couches de matériau, le DLP utilise un projecteur vidéo pour polymériser rapidement et précisément la résine couche par couche. EnvisionTEC, devenu ETEC, est à l’origine de cette technologie et c’est également vers elle que les chercheurs se sont tournés pour créer leurs dispositifs microfluidiques.

Plus précisément, ils ont décidé d’utiliser la résine E-RigidForm Amber ainsi qu’une imprimante 3D ETEC D4K afin de créer la puce microfluidique. La résine de type polyuréthane s’est avérée utile car elle permet d’imprimer des pièces d’utilisation finale solides, dures et rigides. En outre, elle présente une bonne déviation de la chaleur et, surtout, elle est résistante à l’eau, ce qui est bien sûr essentiel lorsqu’on travaille avec des fluides.

Le fichier CAO montrant la conception de la puce microfluidique

De plus, la D4K est connue pour la production de pièces haute résolution sur ordinateur dans divers secteurs, notamment la bijouterie et la dentisterie. Selon ETEC, elle possède non seulement la vitesse la plus rapide pour une imprimante DLP standard, mais elle est également capable de produire des pièces extrêmement précises avec des détails très fins. Cet aspect était bien sûr crucial, car les dispositifs microfluidiques sont créés à l’échelle microscopique et comportent des canaux extrêmement détaillés qui doivent être parfaitement adaptés à leur fonction.

Ensuite, pour créer la puce elle-même, les chercheurs l’ont d’abord conçue dans AutoCAD 2019 avant de l’exporter sous forme de STL. Dans la conception, la largeur du canal a été fixée à 700 µm avec des Luer-Locks fixés aux entrées et aux sorties pour faciliter la connexion des tubes. Pendant l’impression, la hauteur de la couche a été fixée à 1 µm.

Bien que l’impression elle-même ait été réussie, les chercheurs devaient ensuite trouver un moyen d’éliminer la résine liquide qui bloquait les entrées et les sorties. Le lavage à l’alcool isopropylique (99,9 %) s’étant révélé infructueux, ils se sont tournés vers une machine automatisée d’élimination de la résine, la DEMI 400 de PostProcess Technologies. Cela a permis aux chercheurs de nettoyer les pièces imprimées tout en maintenant la qualité. Le résultat final a été un succès, ouvrant la voie, espérons-le, à d’autres applications utilisant ces technologies. Vous pouvez en savoir plus sur les services proposés par Lino3D ICI.

Que pensez-vous de l’utilisation du procédé DLP dans la fabrication de puces microfluidiques ? Partagez votre avis dans les commentaires de l’article. Retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou Twitter !

*Crédits de toutes les photos : Lino3D