新的三维纳米打印策略开启了医学、机器人技术革命的大门。

新的三维纳米打印策略开启了医学、机器人技术革命的大门。

美国马里兰大学(UMD)的工程师们已经发明了第一个3D打印流体电路元件,其体积非常小,10个可以停留在头发的宽度上。二极管确保液体只向一个方向移动——这对于像植入式装置这样的产品来说是一个关键特性,可以将治疗药物直接释放到体内。

图片说明:索科勒和研究生安德鲁·拉蒙特和阿卜杜拉·阿尔沙汉在今天发表在《开放获取科学报告》(开放获取期刊)上的一篇论文中概述了他们的新策略。

微流控二极管也代表了3D纳米打印策略的首次使用,该策略突破了以往的成本和复杂性障碍,阻碍了从个性化药物到药物输送等领域的进步。

机械工程和生物工程助理教授Ryan Sochol说:“正如收缩的电路革命了电子领域一样,大幅减小3D印刷微流控电路尺寸的能力为制药筛选、医学诊断和微机器人等领域的新纪元奠定了基础。”在美国大学洛杉矶分校詹姆斯克拉克工程学院学习。

美国马里兰大学(UMD)的工程师们已经发明了第一个3D打印流体电路元件,其体积非常小,10个可以停留在头发的宽度上。二极管确保液体只向一个方向移动——这对于像植入式装置这样的产品来说是一个关键特性,可以将治疗药物直接释放到体内。(单击图像放大)

近年来,科学家们利用新兴的3D纳米打印技术来制造医疗设备和创建“芯片上的器官”系统。但是,将药物、营养素和其他液体推送到如此小的环境中而不发生泄漏的复杂性,以及克服这些复杂性的成本,使得这项技术在大多数需要精确控制液体的应用中都不切实际。

相反,研究人员被限制在添加剂制造技术上,这些技术的印刷特性明显大于新型UMD流体二极管。

“这真的限制了你的设备有多小,”拉蒙特说,他是一个生物工程的学生,开发了这种方法,并作为博士研究的一部分领导了测试。毕竟,微型机器人中的微流体回路不能比机器人本身大。”

克拉克学校团队的策略与众不同之处在于它使用了一种叫做溶胶-凝胶的工艺,这种工艺允许他们将二极管固定在一个用普通聚合物印刷的微型通道壁上。然后,二极管的微小结构被一层一层地打印在通道内部,从通道的顶部向下。

其结果是一个完全密封的三维微流控二极管,与以前的方法相比,只需花费一小部分的成本和更短的时间。

通过对微通道壁进行整形,他们实现了强力密封,这将保护电路免受污染,并确保通过二极管的任何流体不会在错误的时间或地点释放出来。

索科尔说:“以前的方法要求研究人员牺牲时间和成本来制造类似的组件,我们的方法基本上允许我们吃我们的蛋糕。”现在,研究人员可以比以前更快、更便宜、更省力地对复杂的流体系统进行3D纳米打印。”

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