據《3D打印商情》了解，近日，在一篇由歐洲研究人員Gregor Weisgrab、Aleksandr Ovsianikov和Pedro F. Costa共同撰寫的論文《微流控芯片的功能性3D打印》中，詳細講述了3D打印微流體應用。該論文發表于《Advanced Science》，是根據3D打印傳感器、執行器和微流體裝置的其他有價值元素的最新進展而寫成的，這導致了該領域從復制成型等傳統制造方法轉變。
微流體技術非常有用，因為它允許將生化應用從實驗室設置縮減到便攜式格式。研究人員稱，3D打印可以創造出新一代的微流體設備，這比用傳統方法制造的設備要好得多：“預計在微流體領域廣泛采用3D打印技術將極有可能創造出新一代智能、響應靈敏和自主設備，能夠以復雜的方式對環境進行感知和采取行動，并減少人為干預。”
將氣動控制閥串聯成一個泵。
3D打印微流體芯片、傳感器、管道和閥門
微流體技術涉及到微流體實驗室的小流體流的精確布線和操作，依賴于微流體芯片。微流體芯片通常用于特定的應用，是一種復雜的裝置，旨在提供快速評估和低消耗試劑和樣品。它們的小尺寸使它們成為實驗室環境和護理點（POC）設置的一個有吸引力的選擇。
該論文指出，在過去幾年中，3D打印已被用于制造微流體芯片。廣泛采用該技術的一個原因是因為3D打印減少了微流控芯片從概念到現實的周轉時間。用于創建微流體芯片的典型3D打印技術包括SLA、FDM和MultiJet modeling（MJM）。
然而，研究人員聲稱，當用于創建具有功能操作的芯片（例如執行器和傳感器）時，3D打印優于傳統制造方法的好處變得明顯：“直接打印元件的做法對于元件設計具有前所未有的優勢，因為模塊化設計的閥門和泵可以在數字圖紙中重復使用。同時，由于3D打印允許對各種設計進行快速測試、適配和快速原型制作，因此加快了設備開發的進程。”
“微流體領域的3D打印技術是不可忽視的”
該研究繼續詳細介紹了在微流體設備中被3D打印出來的不同的執行器和傳感器。例如，作者稱，閥門是使用多材料3D打印制造的，而傳統上它們僅使用單一材料制造。通過將柔性材料和剛性材料結合制造，閥門在通道寬度、膜厚度和膜材料剛度方面存在不同。另一方面，3D打印的泵設計提供類似于注射泵的流體流動，有助于消除對硬件的需求并增加微流體的可訪問性。
針對傳感器，該論文的作者解釋說，只有少數是3D打印的。微流體中的傳感器有助于液體流檢測環境變化，并對外部和內部刺激作出反應。研究人員提供的一個例子是，用于獲取感官信息的細胞生物打印。他們解釋了如何使用FDM 3D打印機創建水質監測設備。當裝置打印時，手動插入陽極、陰極和質子交換膜，使裝置通過在陽極培養電化學活性細菌來產生信號。
最后，研究人員提到了3D打印在微流體領域的無限應用：“3D打印技術在微流體領域的現在和未來影響是不可忽視的。由于承接了3D打印的固有特征，微流體設備的開發就已經變得無限，涉及諸如體系結構、尺寸和生產設備的數量等因素。
“所有這一切目前都可以通過3D打印及其高度自動化的制造工藝實現，這種工藝可以實現同樣無限的再現性和可定制性。 ”
手動控制閥門。
3D打印的其他微流體應用
正如論文詳述的那樣，3D打印已經在各種微流體應用中實施，并且在過去幾年中取得了不俗的進展。
2019年8月初，新加坡工業與設計大學（SUTD）軟流體實驗室開發了一種簡單的3D打印微流體裝置方法，該裝置集成了流體處理和功能組件。
2018年3月，來自紐約基因組中心（NYGC）和紐約大學（紐約大學）的研究人員創建了一種開源的床邊3D打印液滴微流體控制儀器。該裝置提供了一種廉價、方便的方法，用于鑒定和靶向正確的細胞，以治療類風濕性關節炎（RA）等疾病。
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