محققان دانشگاه فناوری کوئینزلند مطالعه موردی را برای ارزیابی استفاده از رزین های چاپ سه بعدی برای تولید اجزای میکروسیال برای کاربردهای مبتنی بر سلول انجام داده اند.
در طول این مطالعه، محققان از رزین های MOIIN High Temp و MOIIN Tech Clear از DMG Digital Enterprises همراه با پرینترهای سه بعدی ASIGA UV Max X27 DLP استفاده کردند. این فناوری برای چاپ سه بعدی سه طرح میکروسیال متداول استفاده شد: دستگاه های کشت تک لایه دوبعدی، آرایه های ستونی، و کانال های منقبض کننده برای مولدهای قطرات.
برای تعیین اینکه آیا این مواد چاپ سه بعدی MOIIN با تحقیقات مبتنی بر سلول سازگار هستند یا خیر، سه معیار کلیدی مورد ارزیابی قرار گرفت، از جمله: چاپ سه بعدی یکپارچه پیچیده از ریزمعماری برای به دام انداختن سلول و دستکاری جریان. سازگار با پلت فرم تصویربرداری؛ و با پلتفرم های تصویربرداری مانند میکروسکوپ سازگار است.
در نهایت این مطالعه که توسط Louis Ong و Yi-Chin Toh رهبری شد، به این نتیجه رسید که «با MOIIN High Temp و MOIIN Tech Clear، چاپ سه بعدی کانال های میکروسیال برای کاربردهای مبتنی بر سلول امکان پذیر است. مشاهده شده است که هر دو رزین زیست سازگار و بسیار قابل اصلاح برای تصویربرداری میکروسکوپی هستند.
این مشاهدات به طور بالقوه فرصت های زیادی را برای نمونه سازی سریع نسل های جدید کانال های میکروسیال برای کاربردهای زیست پزشکی باز می کند.
گزارش کامل پرونده در اینجا قابل دسترسی است.
دستگاه های میکروسیال پرینت سه بعدی
Microfluidics به حرکت، کنترل و تجزیه و تحلیل مایعات در محدوده میکرو در مقیاس خطی کمتر از یک میلی متر می پردازد.
به طور سنتی، طراحی و نمونه سازی بیشتر دستگاه های میکروسیال متکی به لیتوگرافی نرم PDMS است، روشی که شامل قالب گیری و حک کردن یک الاستومر بر روی قالب برای تولید ریزساختارها است. با توجه به ماهیت قالب‌گیری لیتوگرافی نرم، اکثر طرح‌های کانال‌های میکروسیال به یک صفحه محدود می‌شوند. کانال‌های چندسطحی نیاز به مونتاژ دستی توسط تکنسین‌ها دارند، که زمان‌بر است و اغلب منجر به نرخ گردش پایین نمونه‌سازی می‌شود.
چاپ سه بعدی امکان تولید کانال های سیال را بدون نیاز به مراحل مونتاژ اضافی فراهم می کند و سرعت چرخش نمونه اولیه دستگاه های میکروسیال را تسریع می کند. علاوه بر این، استفاده از مواد پلاستیکی ترجمه تحقیقاتی آسان‌تر را به فرآیندهای تولید در مقیاس بزرگ امکان‌پذیر می‌سازد.
فرآیند چاپ و آزمایش سه بعدی
نرم افزار طراحی سه بعدی AutoCAD از Autodesk برای طراحی دستگاه های میکروسیال، که با وضوح 50 میکرومتر z ساخته شده بودند، استفاده شد. پس از پرینت سه بعدی، قطعات در یک حمام ایزوپروپیل الکل (IPA) غوطه ور شدند و در 480 ثانیه تحت فراصوت قرار گرفتند. از یک سرنگ برای شستشوی ملایم رزین های به دام افتاده در میکروکانال ها استفاده شد.
سپس، قطعات به مدت 3 سیکل سونیکاسیون در 480 ثانیه در هر سیکل تحت یک حمام IPA جداگانه قرار گرفتند. سپس دستگاه ها به مدت 2 ساعت به یک مخزن IPA تمیز منتقل شدند تا رزین های باقیمانده حذف شوند. در نهایت، دستگاه های تمیز خشک شدند و قبل از قرار دادن در محفظه تمیز کردن اشعه ماوراء بنفش به مدت سه ساعت، در معرض 20 دقیقه حرارت دادن در دمای 60 درجه سانتیگراد قرار گرفتند.
هر دو رزین MOIIN High Temp و MOIIN Tech Clear از ساخت هندسه کانال دستگاه میکروسیال رایج برای آزمایش‌های مبتنی بر سلول پشتیبانی می‌کنند. در واقع، هر دو رزین MOIIN با موفقیت ریزمعماری بسیار دقیقی با کمترین ابعاد عرض 300 میکرومتر در نسبت‌های 1:3 تولید کردند.
با توجه به اینکه میکروسکوپ پلت فرمی برای مهندسان بافت و زیست‌شناسانی است که آزمایش‌هایی بر روی دستگاه‌های میکروسیال انجام می‌دهند، سازگاری رزین MOIIN در میکروسکوپ ارزیابی شد. در اینجا، تیم تحقیقاتی بر روی MOIIN Tech Clear متمرکز شد که به طور ویژه برای چاپ سه بعدی اشیاء شفاف توسعه یافته است. در نهایت، با استفاده از این رزین، محققان توانستند به تصویربرداری با وضوح بالا از ریزمعماری میکروکانال ها و جریان ذرات با وضوح بالا تا 10X دست یابند.
علاوه بر این، زیست سازگاری هر دو رزین MOIIN با کشت تک لایه بافت مورد بررسی قرار گرفت. در اینجا، محققان کانال‌های کشت دوبعدی را پرینت سه بعدی کردند که در آن رده‌های سلولی HepG2 کبد کاشته شدند. پس از پنج روز، محققان مرگ سلولی محدودی را برای هر دو رزین مشاهده کردند. به این ترتیب، استنباط شد که هر دو رزین MOIIN High Temp و MOIIN Tech Clear زیست سازگار هستند و می توانند از برنامه های مبتنی بر سلول در دستگاه های چاپ سه بعدی پشتیبانی کنند.
میکروسیال و پرینت سه بعدی
این اولین باری نیست که تولید افزودنی برای کاربردهای میکروسیال مورد استفاده قرار می گیرد. سال گذشته اعلام شد که محققان موسسه فناوری استیونز در نیوجرسی از تکنیک‌های مدل‌سازی محاسباتی برای پیشبرد چاپ زیستی سه بعدی مبتنی بر میکروسیال استفاده می‌کنند. امید است روزی بتوان از این تکنیک ها برای تولید اعضای بدن انسان با پرینت سه بعدی استفاده کرد.
Phase Inc، یک استارتاپ پرینت سه بعدی پزشکی مستقر در کارولینای شمالی، سال گذشته اعلام کرد که از طریق مشارکت با ویرجینیا تک به دنبال پیشرفت چاپ سه بعدی میکروفلوئیدیک بوده است. از طریق این همکاری، فناوری LE3D Phase برای توسعه دستگاه‌های میکروسیال جدید برای کمک به محققان در فرمول‌بندی درمان‌های پزشکی جدید برای شرایطی مانند سرطان مغز استفاده می‌شود. همچنین گفته می شود که این کار به ساده سازی کشف دارو و تشخیص سلامت کمک می کند.
مشترک شدن در خبرنامه صنعت چاپ سه بعدی برای به روز بودن از آخرین اخبار چاپ سه بعدی. شما همچنین می توانید ما را دنبال کنید توییتر، مانند ما فیس بوک صفحه، و مشترک شدن در یوتیوب صنعت چاپ سه بعدی کانال برای دسترسی به محتوای اختصاصی تر
آیا علاقه مند به کار در صنعت تولید مواد افزودنی هستید؟ بازدید کنید مشاغل پرینت سه بعدی برای مشاهده گزیده ای از نقش های موجود و شروع کار خود.
تصویر ویژه یک محفظه دو بعدی را نشان می دهد که با استفاده از رزین MOIIN که تحت نور فلورسنت مشاهده می شود تولید شده است. عکس از طریق دانشگاه صنعتی کوئینزلند.
منبع: https://3dprintingindustry.com/news/researchers-leverage-moiin-resins-to-evaluate-microfluidics-3d-printing-for-cell-based-applications-223584/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=researchers-leverage-moiin-resins-to-evaluate-microfluidics-3d-printing-for-cell-based-applications
