数字光处理（DLP）技术能否用于制造微流控芯片？

导读：如今，3D 打印在医疗领域的应用非常广泛，而且规模也在与日俱增。微流控技术是其中一项很重要但可能讨论较少的核心技术。微流控设备（微流控芯片）在过去30年中出现，并已迅速融入许多不同的生物医学应用，包括但不限于癌症研究、药物筛选、药物输送和分子诊断。此外，增材制造也被用来生产这些重要的设备。

2022年12月15日，南极熊获悉，希腊塞萨洛尼基亚里士多德大学药学系最近发表的一篇题为“Fabricationof a microfluidic device using Digital Light Processing (DLP) 3D printing/使用数字光处理（DLP）3D打印制造微流控设备”研究论文展示了DLP如何被用于制造微流控设备。该论文由Eleftherios Andriotis、Paraskevi Kyriaki Monou和Dimitrios Fatouros联合撰写。

如前所述，微流控设备近年来已越来越受欢迎。但微流控究竟是什么？微流控技术是指在微观尺度上对液体的操纵。它允许快速反应，最小的样品消耗和高产量。同时，微流控设备，即微流控芯片，是一组被蚀刻或塑造成材料的微通道。传统上，微流控的设备是由玻璃、硅和聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成。然而，它们也越来越多地被用增材制造。

△研究人员制作的微流控芯片

立体光刻技术（SLA）和双光聚合技术（2PP）具有制造高精度和小尺寸部件的能力，常被用来制造微流控芯片，但这些不再是唯一的选择。来自亚里士多德大学的研究人员概述了如何使用数字光处理（DLP）制造微流控设备，他们在位于希腊的著名3D打印实验室Lino3D的帮助下，完成了这项任务。

制作微流控芯片

数字光处理（DLP）是使用光聚合原理的一种增材制造工艺。然而，与使用激光逐点固化的SLA或LCD相比，DLP使用视频投影仪来快速、准确地逐层固化树脂。EnvisionTEC公司，即现在的ETEC公司，是这项技术的创始者，也是研究人员为创建他们的微流控设备而求助的对象。

具体来说，他们决定使用E-RigidForm琥珀树脂以及ETEC D4K 3D打印机，以创建微流控芯片。这种类似于聚氨酯的树脂具有优异的性能，因为它可以打印出强大、坚硬和韧性好的终端使用部件。除此之外，它还具有良好的热变形能力，最重要的是它具有防水性，这在与液体打交道时当然是至关重要的。

△显示微流控芯片设计的CAD文件

此外，D4K以在桌面上生产高分辨率的零件而闻名，包括珠宝和牙科等各种领域。据ETEC称，它不仅具有标准DLP打印机的最快速度，而且能够提供具有非常精细细节的极其精确的零件。这当然是至关重要的，因为微流控设备是在微观尺度上创建的，涉及到极其详细的通道，必须为其目的而完美制作。

然后为了创建芯片本身，研究人员首先在AutoCAD 2019中设计，然后将其导出为STL文件。在设计中，通道的宽度被设定为700μm，入口和出口都附有鲁尔锁，以方便管子的连接。在打印时，层高被设置为1微米。

虽然打印本身是成功的，但事后研究人员需要找到一种方法来清除堵塞在入口和出口的残留液体树脂。用异丙醇（99.9%）清洗是不成功的，因此他们转而使用自动树脂清除机，即PostProcessTechnologies的DEMI 400。这使研究人员能够在保持质量的前提下清洁打印件。最后的结果是成功的，希望能为使用这些技术的更多应用铺平道路。你可以在这里了解更多关于Lino3D（https://lino3d.com/）的信息，他们在帮助创建这些芯片方面发挥了重要作用。