Des chercheurs de l'université BYU ont créé des dispositifs microfluidiques de type "laboratoire sur puce" à l'aide d'une nouvelle technique d'impression 3D qui pourrait aider les médecins à détecter les malformations congénitales prématurées et à traiter les patients souffrant de maladies pulmonaires, entre autres applications. Leurs travaux de recherche ont été publiés dans l'article de Nature Communications intitulé "Spatially and optically tailored 3D printing for highly miniaturized and integrated microfluidics", dans lequel ils détaillent un processus d'impression 3D généralisé qui permet de fabriquer des composants 3D de bien meilleure résolution sans augmenter la résolution de l'imprimante 3D.
Les dispositifs microfluidiques sont des puces minuscules, de la taille d'une pièce de monnaie, qui comportent un ensemble de canaux, de valves et de pompes quasi microscopiques gravés dans le matériau de la puce. Ils sont conçus pour trier et analyser les biomarqueurs de maladies, les cellules et d'autres petites structures à partir d'échantillons de liquides, comme le sang, qui passent par leurs canaux.
"Nous avons pris l'approche conventionnelle de l'impression 3D et l'avons généralisée à quelque chose qui a une portée plus large et qui a beaucoup plus de capacités", a déclaré Greg Nordin, professeur d'ingénierie à BYU.
Actuellement, le processus de création de ces dispositifs est long et coûteux. En raison de la précision requise, les nouveaux prototypes sont généralement créés et testés dans une salle blanche, un environnement de laboratoire désigné exempt de poussière et d'autres contaminants. Ce processus rend difficile la fabrication et la distribution à grande échelle de la technologie du laboratoire sur puce et limite considérablement la taille et le type de dispositifs qui peuvent être fabriqués.
Pour surmonter ces obstacles, M. Nordin et son équipe ont remplacé la méthode traditionnelle d'impression 3D uniforme par une méthode qui modifie l'épaisseur, l'ordre et le nombre de couches empilées. Ces petits changements ont entraîné des avantages considérables qui permettent désormais de fabriquer la puce à une fraction du coût et à une échelle beaucoup plus petite qu'auparavant.
"Cela fait plus de 20 ans que l'on travaille sur des dispositifs de laboratoire sur puce, mais la fabrication de prototypes en salle blanche est un obstacle à la réussite", a déclaré M. Nordin. "La route vers le marché s'arrête aux salles blanches. Avec l'impression 3D, il y a un chemin vers le marché". M. Nordin et son équipe espèrent que leur nouveau développement donnera le coup d'envoi à davantage de recherche et de développement microfluidique en raison de la baisse du coût de création de ces dispositifs.
"Notre nouvelle approche permet de surmonter certains des obstacles majeurs qui bloquent l'utilisation de cette technologie dans des applications réelles", a déclaré M. Nordin. "Nous n'avons pas encore vu que quelqu'un s'en empare et s'en sert, mais nous espérons qu'il le fera.”
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