數(shù)字光處理（DLP）技術(shù)能否用于制造微流控芯片？

導(dǎo)讀：如今，3D 打印在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，而且規(guī)模也在與日俱增。微流控技術(shù)是其中一項(xiàng)很重要但可能討論較少的核心技術(shù)。微流控設(shè)備（微流控芯片）在過去30年中出現(xiàn)，并已迅速融入許多不同的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，包括但不限于癌癥研究、藥物篩選、藥物輸送和分子診斷。此外，增材制造也被用來(lái)生產(chǎn)這些重要的設(shè)備。

2022年12月15日，南極熊獲悉，希臘塞薩洛尼基亞里士多德大學(xué)藥學(xué)系最近發(fā)表的一篇題為“Fabricationof a microfluidic device using Digital Light Processing (DLP) 3D printing/使用數(shù)字光處理（DLP）3D打印制造微流控設(shè)備”研究論文展示了DLP如何被用于制造微流控設(shè)備。該論文由Eleftherios Andriotis、Paraskevi Kyriaki Monou和Dimitrios Fatouros聯(lián)合撰寫。

如前所述，微流控設(shè)備近年來(lái)已越來(lái)越受歡迎。但微流控究竟是什么？微流控技術(shù)是指在微觀尺度上對(duì)液體的操縱。它允許快速反應(yīng)，最小的樣品消耗和高產(chǎn)量。同時(shí)，微流控設(shè)備，即微流控芯片，是一組被蝕刻或塑造成材料的微通道。傳統(tǒng)上，微流控的設(shè)備是由玻璃、硅和聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成。然而，它們也越來(lái)越多地被用增材制造。

△研究人員制作的微流控芯片

立體光刻技術(shù)（SLA）和雙光聚合技術(shù)（2PP）具有制造高精度和小尺寸部件的能力，常被用來(lái)制造微流控芯片，但這些不再是唯一的選擇。來(lái)自亞里士多德大學(xué)的研究人員概述了如何使用數(shù)字光處理（DLP）制造微流控設(shè)備，他們?cè)谖挥谙ＥD的著名3D打印實(shí)驗(yàn)室Lino3D的幫助下，完成了這項(xiàng)任務(wù)。

制作微流控芯片

數(shù)字光處理（DLP）是使用光聚合原理的一種增材制造工藝。然而，與使用激光逐點(diǎn)固化的SLA或LCD相比，DLP使用視頻投影儀來(lái)快速、準(zhǔn)確地逐層固化樹脂。EnvisionTEC公司，即現(xiàn)在的ETEC公司，是這項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)始者，也是研究人員為創(chuàng)建他們的微流控設(shè)備而求助的對(duì)象。

具體來(lái)說(shuō)，他們決定使用E-RigidForm琥珀樹脂以及ETEC D4K 3D打印機(jī)，以創(chuàng)建微流控芯片。這種類似于聚氨酯的樹脂具有優(yōu)異的性能，因?yàn)樗�可以打印出�?qiáng)大、堅(jiān)硬和韌性好的終端使用部件。除此之外，它還具有良好的熱變形能力，最重要的是它具有防水性，這在與液體打交道時(shí)當(dāng)然是至關(guān)重要的。

△顯示微流控芯片設(shè)計(jì)的CAD文件

此外，D4K以在桌面上生產(chǎn)高分辨率的零件而聞名，包括珠寶和牙科等各種領(lǐng)域。據(jù)ETEC稱，它不僅具有標(biāo)準(zhǔn)DLP打印機(jī)的最快速度，而且能夠提供具有非常精細(xì)細(xì)節(jié)的極其精確的零件。這當(dāng)然是至關(guān)重要的，因?yàn)槲⒘骺卦O(shè)備是在微觀尺度上創(chuàng)建的，涉及到極其詳細(xì)的通道，必須為其目的而完美制作。

然后為了創(chuàng)建芯片本身，研究人員首先在AutoCAD 2019中設(shè)計(jì)，然后將其導(dǎo)出為STL文件。在設(shè)計(jì)中，通道的寬度被設(shè)定為700μm，入口和出口都附有魯爾鎖，以方便管子的連接。在打印時(shí)，層高被設(shè)置為1微米。

雖然打印本身是成功的，但事后研究人員需要找到一種方法來(lái)清除堵塞在入口和出口的殘留液體樹脂。用異丙醇（99.9%）清洗是不成功的，因此他們轉(zhuǎn)而使用自動(dòng)樹脂清除機(jī)，即PostProcessTechnologies的DEMI 400。這使研究人員能夠在保持質(zhì)量的前提下清潔打印件。最后的結(jié)果是成功的，希望能為使用這些技術(shù)的更多應(yīng)用鋪平道路。你可以在這里了解更多關(guān)于Lino3D（https://lino3d.com/）的信息，他們?cè)趲椭鷦?chuàng)建這些芯片方面發(fā)揮了重要作用。