¿Puede utilizarse la impresión 3D DLP para crear chips microfluídicos?
Las aplicaciones médicas de la impresión 3D son amplias y cada día mayores. Una de ellas, cada vez más importante pero quizá menos discutida, es la microfluídica. Los dispositivos o chips microfluídicos han ido surgiendo en los últimos 30 años y se han integrado en muchas aplicaciones biomédicas diferentes. Esto incluye, entre otras, la investigación del cáncer, el desarrollo de fármacos, la administración de medicamentos y el diagnóstico molecular. La fabricación aditiva también se está utilizando para producir estos importantes dispositivos, con un reciente trabajo de investigación de la Facultad de Farmacia de la Universidad Aristóteles de Tesalónica (Grecia). En él se muestra cómo podría utilizarse la impresión 3D DLP para su fabricación.
Como hemos explicado, los dispositivos microfluídicos han ido ganando popularidad en los últimos años. Pero, ¿qué son exactamente? La microfluídica se refiere a la manipulación de fluidos a escala microscópica. Permite respuestas rápidas, un consumo mínimo de muestras y un alto rendimiento. Por su parte, los chips microfluídicos son un conjunto de microcanales grabados o moldeados en un material. Tradicionalmente, los dispositivos de microfluidos se fabrican con vidrio, silicio y polidimetilsiloxano (PDMS). Pero cada vez se pueden fabricar con ayuda de la impresión 3D.
El dispositivo microfluídico hecho por los investigadores.
Hasta ahora sólo se utilizaban la estereolitografía (SLA) y la fotopolimerización en dos fases (2PP) por su precisión y capacidad para producir piezas de pequeñas dimensiones. Pero ya no son las únicas opciones. En el estudio “Fabrication of a microfluidic device using Digital Light Processing (DLP) 3D printing”, Eleftherios Andriotis, Paraskevi Kyriaki Monou y Dimitrios Fatouros han descrito cómo fabricar un dispositivo microfluídico con procesamiento digital de luz (DLP). Los investigadores pudieron llevar a cabo esta tarea con la ayuda de Lino3D, un conocido servicio de impresión 3D con sede en Grecia.
Fabricación de chips microfluídicos
Quienes estén familiarizados con la impresión 3D sabrán que el método DLP es uno de los procesos que utilizan la fotopolimerización. A diferencia del SLA, que utiliza un láser para curar punto por punto, la tecnología DLP utiliza un videoproyector para curar las resinas capa por capa de forma rápida y precisa. EnvisionTEC, ahora ETEC, fueron los creadores de la tecnología y a ellos recurrieron también los investigadores para la creación de sus dispositivos microfluídicos.
En concreto, decidieron utilizar la resina E-RigidForm Amber y una impresora 3D ETEC D4K para crear el chip microfluídico. La resina similar al poliuretano fue útil porque pudo imprimir piezas de uso final fuertes, duras y rígidas. Además, tiene una buena deflexión térmica y, lo que es más importante, es resistente al agua, lo que es fundamental al trabajar con fluidos.
El archivo CAD con el diseño de los chips microfluídicos.
Además, la D4K es conocida por la producción de escritorio de piezas de alta resolución en diversos sectores, como la joyería y la odontología. Según ETEC, no sólo tiene la mayor velocidad de una impresora DLP estándar, sino que es capaz de producir piezas extremadamente precisas con detalles muy finos. Esto era crucial, ya que los dispositivos microfluídicos se crean a escala microscópica e implican canales extremadamente detallados que deben estar perfectamente hechos para su propósito.
A continuación, para crear el chip en sí, los investigadores lo diseñaron primero en AutoCAD 2019 antes de exportarlo como STL. En el diseño, el ancho del canal se estableció en 700 µm con cierres Luer unidos a las entradas y salidas para facilitar la conexión de los tubos. Durante la impresión, la altura de la capa se fijó en 1 µm.
Aunque la impresión fue un éxito, los investigadores tuvieron que encontrar la forma de eliminar la resina líquida que bloqueaba las entradas y salidas. El lavado con alcohol isopropílico (99,9%) no dio resultado, por lo que recurrieron a una máquina automática de eliminación de resina, la DEMI 400 de PostProcess Technologies. Esto permitió limpiar las piezas impresas manteniendo su calidad. El resultado final fue un éxito, que esperamos allane el camino para más aplicaciones con estas tecnologías. obtener más información sobre Lino3D, que ha desempeñado un papel decisivo en la creación de estos chips AQUÍ.
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*Créditos de todas las fotos: Lino3D
