Methodenartikel

Fabricage van circulaire dwarsdoorsnede-microkanalen met stenose via DLP 3D-printen en PDMS-membraaninflatie voor microfluidische vaatmodellen

DOI:

10.3791/69706

⸱

6 maart 2026

 ,  ,  , 
1School of Biomedical Engineering, International University, 2Vietnam National University Ho Chi Minh City

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit artikel presenteert een eenvoudige en goedkope fabricagemethode voor het creëren van circulaire microkanalen met behulp van digitale lichtverwerking (DLP) 3D-printen en polydimethylsiloxaan (PDMS) membraaninflatie. De methode levert gladde, beheersbare en biomimetische kanalen op die geschikt zijn voor vasculaire op-chip of orgaan-op-chip toepassingen.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Microfluidische modellen die de complexe architectuur van biologische vaten nabootsen, vereisen cirkelvormige doorsnedekanalen om hemodynamische omstandigheden, schuifspanning en celgedrag in inheemse vaaten nauwkeurig te simuleren. Traditionele zachte lithografietechnieken leveren doorgaans rechthoekige kanalen op, wat leidt tot niet-fysiologische stromingspatronen en slechte nabootsing van het menselijke bloedsomloopsysteem. Hier presenteren we een toegankelijke hybride fabricagemethode die Digital Light Processing (DLP) 3D-geprinte mastermallen integreert met een polydimethylsiloxaan (PDMS) membraaninflatietechniek om hoogwaardige circulaire microkanalen te produceren. Het primaire doel van dit protocol is het bieden van een cleanroom-vrije strategie voor het creëren van biomimetische vasculaire modellen met afstembare stenosegeometrieën.

Het voorgestelde protocol bestaat uit vier essentiële fasen: (1) Computer-Aided Design (CAD) van mastermallen met een 10% hoogtecompensatie om materiaalkrimp te compenseren, (2) DLP 3D-printen en nabewerking van harsmallen, (3) PDMS-gieten en zuurstofplasma-ondersteunde binding aan een dun elastisch membraan, en (4) gecontroleerde pneumatische membraanopblazing gevolgd door een tweede PDMS-gieten om de cirkelvormige structuur af te dichten. We toonden aan dat deze aanpak de nauwkeurige afstemming van kanaaldiameters mogelijk maakt, die variëren van 300 μm tot 1000 μm, door zorgvuldig de interne inflatiedruk te moduleren. De prestaties van de resulterende microkanalen werden geëvalueerd door middel van structurele karakterisering, waaronder dwarsdoorsnede-circulariteitsanalyse, meting van oppervlakteruwheid via scanning-elektronenmicroscopie (SEM) en pneumatische bursttests om de stabiliteit van de binding te waarborgen. Onze bevindingen geven aan dat deze methode de toegankelijke en reproduceerbare fabricage van circulaire microkanalen ondersteunt, en biedt een robuust platform voor toekomstig onderzoek naar vasculaire fysiologie, trombosemodellering en toepassingen van geneesmiddelenscreening.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Microfluidische systemen die biologische bloedvaten nabootsen zijn van vitaal belang voor toekomstig onderzoek naar vasculaire fysiologie, ziektemechanismen en geneesmiddelinteracties in vitro 1,2. Onder de vele bestaande structuren in het lichaam zijn cirkelvormige dwarsdoorsnede-geometrieën cruciaal om hemodynamische omstandigheden zoals schuifspanning en stromingspatronen in de native vasculatuur3 nauwkeurig na te bootsen. Conventionele fabricagemethoden, zoals zachte lithografie of offergieten met draden of naalden, leveren vaak rechthoekige kanalen of onvolledige cirkelvormige geometrieën op, wat leidt tot stroomvervorming en een slechte fysiologische relevantie 4,5,6. Bovendien zijn deze benaderingen tijdrovend, gevoelig voor misalignment tijdens multilayer assemblage en bieden ze beperkte schaalbaarheid bij het ontwerpen van complexe vasculair geassembleerde microkanaalnetwerken met meer dan twee takken7. Recente ontwikkelingen in additive manufacturing, met name digitale lichtverwerking (DLP) 3D-printen, hebben echter nieuwe mogelijkheden geopend voor snelle en precieze microkanaalmallfabricage van complexe structuren, waaronder circulaire microkanalen8. Daarnaast maakt DLP het afdrukken van aangepaste malgeometrieën met uitzonderlijke resolutie mogelijk, ondanks dat er geen cleanroomfaciliteiten nodig zijn.

In deze studie presenteren we een nieuwe, cleanroom-vrije fabricagestrategie waarbij DLP 3D-geprinte mallen worden geïntegreerd, vergezeld van het opflimschieten van het polydimethylsiloxaan (PDMS) membraan. Kort samengevat bestaat dit hybride protocol uit: (1) ontwerp en fabricage van een halfkanaalmal om een halfcirkelvormige PDMS-laag te produceren, en (2) het verbinden van deze laag met een dun kunststofmembraan, gevolgd door pneumatische opblaas en gieten in de tweede laag om een volledig cirkelvormig microkanaal te vormen. Deze experimentele procedure biedt een eenvoudige, goedkope en misuitlijningsvrije benadering, die effectiever is dan andere technieken in meerlaagse microfluidische assemblage. Bovendien kan de circulariteit van de verkregen kanalen nauwkeurig worden geregeld door de inflatiedruk aan te passen.

Naast deze voordelen biedt het voorgestelde protocol ook een snelle fabricagetijd (minder dan 4 uur). De verkregen cirkelvormige constructies zijn zeer consistent over kanaallengtes met kleine diameters (bijv. 300 μm). Daarnaast hebben experimentele resultaten in dit werk (d.w.z. meting van oppervlakteruwheid, optische beeldvorming, contacthoekmeting en drukbursttesten) de structurele integriteit en vloeistofcompatibiliteit bevestigd, wat een veelbelovende toekomst biedt in het fabriceren van complexe vasculaire microkanaalnetwerken met verbazingwekkende reproduceerbaarheid en aanpasbaarheid. Ten slotte is de voorgestelde methode vooral geschikt voor laboratoria met beperkte toegang tot cleanroom-infrastructuur en biedt het groot potentieel voor toekomstige ontwikkelingen op het gebied van vasculair-on-chip, trombosemodellering en geneesmiddelscreening.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Fabricage van de hoofdmal

  1. Master mold ontwerp
    OPMERKING: Het ontwerp van de microchannel master-mal is uitgevoerd met Fusion 360, dat kan worden gedownload van de officiële website.
    1. Ontwerp de malbasis.
      1. Open Fusion 360 en maak een nieuwe schets op het Oxy-vlak.
      2. Schets een op Origin gebaseerde hoekrechthoekige omtrek (bijvoorbeeld 30 mm × 30 mm) als het malplatform.
      3. Gebruik het Fillet-gereedschap om alle hoeken met een straal van 3 mm te filleten.
      4. Gebruik het Offset-gereedschap om de basisomtrek 3 mm naar binnen te verschuiven om een muuromtrek te creëren.
      5. Gebruik het Extrude-gereedschap om het hele oppervlak van het basisplatform 2 mm omhoog te extruderen om een basis te creëren. Extrudeer het wandplatform 4 mm omhoog.
      6. Gebruik het Afschuin-gereedschap met de optie Twee Afstanden in de sectie Wijzigen om een helling te creëren.
      7. Selecteer de binnenwandranden en stel de eerste en tweede offset afstanden in op respectievelijk 0,5 mm en 4 mm.
        OPMERKING: Deze stap vergemakkelijkt later het demoldingproces van de PDMS-chip.
    2. Ontwerp het circulaire microkanaal.
      1. Bouw twee offsetvlakken die 5 mm en 15 mm van het Oyz-vlak verwijderd zijn.
      2. Op het 5 mm offset vlak teken je een cirkel met een diameter van 1 mm waarbij het midden 2 mm offset is ten opzichte van het Oxy-vlak.
        OPMERKING: Het midden van de cirkel moet uitgelijnd zijn met het bovenoppervlak van de basis.
      3. Extrudeer het cirkelvormige profiel 8 mm naar de binnenzijde van de basis om de eerste zijde van het regelmatige deel van het microkanaal te verkrijgen.
      4. Op het 15 mm offset vlak tekent u een cirkel met een diameter van 0,5 mm (of gewenste stenosediameter) met het midden 2 mm offset ten opzichte van het Oxy-vlak.
      5. Extrudeer het circulaire stenoseprofiel 0,25 mm richting de reguliere doorsnede om de helft van de stenose van het microkanaal te verkrijgen.
      6. Gebruik het Loft-instrument in de Create-sectie om het reguliere deel en het stenosegedeelte te verbinden en zo de volledige helft van het stenose-reguliere circulaire microkanaal te verkrijgen.
      7. Gebruik het spiegelgereedschap met het 15 mm offsetvlak als spiegelvlak om de andere helft van het cirkelvormige microkanaal te creëren.
      8. Selecteer het volledige verkregen circulaire microkanaallichaam > rechtsklik > selecteer de optie Verplaatsen/Kopiëren .
      9. Verschuif het microkanaallichaam met 0,05 mm omhoog (of 10% van de stenosediameter) langs de Z-as.
        OPMERKING: Deze stap geeft compensatiehoogte voor de druktolerantie en resulteert in een verbeterd circulair microkanaal.
      10. Creëer vier extra circulaire microkanalen met dezelfde methode om de stenose te verminderen van 0,4 mm naar 0,1 mm.
      11. Gebruik het Patroon-gereedschap in de sectie Aanmaken om vier extra regelmatige secties en 4 extra cirkelvormige stenoseprofielen te dupliceren.
      12. Pas de stenosediameterprofielen in schetsen aan en pas de Loft-tool toe voor elk microkanaal.
      13. Vertaal de microkanaallichamen naar de 10% compensatiehoogtepositie.
    3. Exporteer het microchannel master mallontwerp als . STL-bestand.
  2. DLP 3D-printen
    1. Stel de bewerkingsparameters in.
      1. Open Chitubox Software, selecteer Open in de werkbalk en kies de master mal in . STL-bestand
      2. Plaats de mal horizontaal als standaard op het softwareprintplatform.
        OPMERKING: Controleer op Z-afstand = 0, hoek = 0°.
        OPMERKING: Gebruik de optie 'Maak een kopie' om meerdere mallen in één keer te plaatsen en te printen.
      3. Open de optie Afdrukken op de werkbalk en stel de laagdikte in op 25 μm.
      4. Selecteer de optie Snijden en wacht tot het slicproces voltooid is op de geschatte printtijd. Selecteer vervolgens Afdrukken om verder te gaan.
    2. Verwerk de mastermal nabewerking.
      OPMERKING: Er zijn twee stappen van wassen met alcohol om alle harsresten te verwijderen en een minder defect maloppervlak te bereiken: (1) wassen met ethanol en (2) wassen met isopropylalcohol.
      1. Demold de mastermal uit de 3D-printerbasis.
      2. Veeg het bedrukte stuk af met een papieren handdoek en was daarna 10 minuten met 70% ethanol in een kopje.
      3. Fijnwassen met 99% ethanol gedurende 15 minuten bij het wasstation.
      4. Droog de schimmel minstens 10 minuten op kamertemperatuur.
        OPMERKING: Controleer op witte, onregelmatige plekken op het binnenste schimmeloppervlak. Als er nog steeds witte resten rond de microkanalen zitten, herhaal dan de fijnwasstap nog één of twee keer.
      5. Blootstel de mallen aan UV-licht met een intensiteit van 20 mW/cm2 gedurende 5 minuten voor volledige oppervlakte-uitharding.
      6. Droog de mallen in de oven op 65 °C gedurende minstens 12 uur om eventuele chemische resten te verdampen en het oppervlak te stabiliseren.

2. PDMS-gieten en malassemblage

OPMERKING: De fabricage van microkanalen op basis van PDMS bestaat uit drie hoofdfasen: (1) PDMS-gieten van de eerste helft circulaire microkanalen, (2) membraaninflatie, en (3) PDMS-gieten van de tweede helft circulaire microkanalen.

  1. PDMS-voorbereiding
    1. Meng PDMS-basis en uithardingsmiddel (bijv. SYLGARD 184) bij een gewichtsverhouding van 10:1.
    2. Ontgass het mengsel in een vacuümkamer gedurende 10 minuten of totdat alle belletjes verwijderd zijn.
  2. Het casten van de eerste halfronde PDMS-chip
    1. Plaats de 3D-geprinte mal op een vlak oppervlak in een petrischaal.
    2. Giet het ontgasse PDMS-mengsel over de mal totdat het volledig onder water is (4 mm dik boven het halfronde kanaal).
    3. Hard de PDMS uit bij 90 °C gedurende 40 minutenen 9 minuten.
    4. Verwijder voorzichtig de uitgeharde PDMS-laag uit de mal en knip de randen af indien nodig.
      OPMERKING: De PDMS-chip bevat nu holle halfcirkelvormige microkanalen.
  3. Membraanbinding
    1. Snijd het plastic membraan van 25 μm dik uit als een rechthoek van 5 mm x 25 mm en verwijder de bovenste laag van het membraan.
    2. Maak het oppervlak van de PDMS-chip meerdere keren schoon met transparante tape.
    3. Maak een inlaat dicht bij de punt van het microkanaal met een 1 mm biopsiepuncher.
    4. Plaats de PDMS-chip en het membraan naar voren gericht op het met aluminium folie beklede platform. Leg het platform voorzichtig in de plasmareiniger.
    5. Zet de vacuümpomp 60 seconden aan en stel dan het zuurstofplasmaniveau in op 30 W met een drukniveau van 0,3 Torr gedurende 75 seconden.
    6. Zet het plasmaniveau en de vacuümpomp uit.
      OPMERKING: Verwijder de vacuümpomp voorzichtig om morsen door een plotselinge drukverandering te voorkomen.
    7. Lijn onmiddellijk het microkanaal op de PDMS-chip en het behandelde vlak van het membraan uit.
      OPMERKING: Positioneer de twee componenten zorgvuldig om een goede uitlijning te garanderen.
    8. Druk de PDMS-chip en het membraan voorzichtig tegen elkaar.
      OPMERKING: Zorg ervoor dat het microkanaal volledig onder het membraan is afgesloten. Gebruik een pincet of markeringen om handmatig uit te lijnen. Wacht niet langer dan 60 seconden na plasma, anders kan de bindingsefficiëntie dalen
    9. Plaats het gebonden apparaat 20 minuten in een oven op 90 °C om het oppervlak te stabiliseren en de hechtingssterkte te verbeteren.
  4. Membraaninflatie
    1. Stel het drukopnamesysteem in.
      OPMERKING: Het drukmeetsysteem bestaat uit drie componenten: (1) de elektrische spuitpomp, (2) een laptop en (3) de Arduino Mega 2560. De spuit is een 50 mL Luer-lock.
      1. Download de sensorleescode die beschikbaar is in Supplementair Bestand 1 en upload deze naar het Arduino-bord.
        OPMERKING: Controleer of de code succesvol is gecompileerd.
      2. Open de Tera Term Software om het druklogboek vast te leggen. Vanaf de setup > seriële poort > snelheid > 115200.
      3. Kies vanuit Bestand Log om de druk over tijd te registreren.
      4. Selecteer Nieuw/Overschrijven om een nieuw logboek in te boeken, en vink het vakje Timestamp aan om het druklogboek met tijdmarkeringen te schrijven.
      5. Selecteer Bladeren om de map te selecteren die het druklogboek opslaat.
      6. Houd de aan/uit-knop van de elektrische spuitpomp ingedrukt om hem aan te zetten en druk << om het drukniveau in te stellen.
      7. Verbind een naald van 1,1 mm diameter met de inlaat van de PDMS-chip en gebruik flexibele siliconenbuizen om verbinding te maken met de uitlaat van de spuitpomp.
      8. Stel het drukniveau in op 30 mL/u en druk op de << om het inflatieproces te starten.
    2. Voer membraaninflatie uit en PDMS-gieten van de tweede helft van de circulaire microkanalen.
      1. Start de opblaas en monitor het drukniveau in het microkanaal via het Tera Term-logboek .
      2. Stop het inflatieproces wanneer de binnendruk het gewenste niveau bereikt.
        OPMERKING: Het wordt aanbevolen dat het inflatiedrukbereik 0,0-17,5 kPa bedraagt, aangezien drukniveaus boven 20 kPa membraanscheuren kunnen veroorzaken.
      3. Giet een 2-3 mm dikke laag PDMS over de opgeblazen membraan-PDMS-structuur.
      4. Breng continue verwarming toe op 90 °C gedurende 40 minuten om de opgeblazen constructie te stabiliseren.
      5. Selecteer Stop Logging op Tera Term om het vastleggen van het drukniveau te stoppen wanneer de tweede PDMS-laag volledig is uitgehard.
      6. Bewaar het druklogbestand voor experimentele verslagen en verder onderzoek.

3. Karakterisering van de verkregen PDMS vasculaire microfludiïdische chips

  1. Karakterisering van oppervlakteruwheid
    1. Voer digitale 3D-microscopie uit van mal- en kanaaloppervlakken
      1. Gebruik een 3D digitaal microscoopsysteem om de oppervlaktetopografie van de vervaardigde PDMS-chips en hun bijbehorende DLP 3D-geprinte mallen te karakteriseren.
      2. Identificeer en markeer drie specifieke analysegebieden voor elk monster.
        OPMERKING: Stenosesectie van het microkanaal (A1), reguliere kanaalsectie (A2) en extern vlakke oppervlak van de chip (controle).
      3. Bevestig het monster op het microscooppodium en stel de focus aan om op elke locatie een hoge-resolutie 3D-topografie vast te leggen.
      4. Verkrijg oppervlakteprofielgegevens met ingebouwde software om ruwheidskaarten te genereren en gemiddelde oppervlakteruwheid (Sa) en piek-tot-dalhoogtevariatie (Sz) te extraheren.
      5. Exporteer de topografische gegevens en 3D-visualisatie ter vergelijking over verschillende drukcondities (bijv. oriëntatie en laagdikte).
        OPMERKING: Let op de hellende wand binnen het stenosegebied, aangezien oppervlaktekenmerken in deze zone het stroomafwaartse gedrag en de verdeling van afschuifspanning aanzienlijk kunnen beïnvloeden.
    2. Voer scanning elektronenmicroscopie (SEM) uit.
      1. Gebruik SEM om de gedetailleerde oppervlaktemorfologie en microstructurele nauwkeurigheid van de PDMS-gebaseerde microkanalen te analyseren.
      2. Snijd het microkanaalgebied zorgvuldig met een scherp mes en bevestig het monster op aluminium stompjes met geleidende tape.
      3. Sputter-coat met goud of platina gedurende 60 seconden om het opladen van artefacten te verminderen.
      4. Maak SEM-beelden met meerdere vergrotingen (bijv. 200× en 400×), gericht op het stenosegebied.
      5. Vergelijk de zichtbaarheid van de laaglijnen, de gladheid van de wanden en contourovergangen tussen verticaal en horizontaal geprinte mal-afgeleide chips.
        OPMERKING: Trapstapartefacten in horizontaal geprinte monsters en richtingsribbels in verticaal gedrukte mallen zijn belangrijke indicatoren van fabricagekwaliteit en vloeinauwkeurigheid.
  2. Geometrische karakterisering van halve en volledige cirkelvormige microkanalen
    1. Bereid dwarsdoorsnedemonsters voor door de PDMS-chip netjes loodrecht op de microkanaalas te snijden met een scheermesje.
    2. Gebruik een fluorescentiemicroscoop om het dwarsdoorsnedebeeld van de microkanalen vast te leggen.
    3. Laad de afbeeldingen in de ImageJ-software en gebruik de lijntool om H1, H2 en Wo handmatig te meten.
      OPMERKING: H1: Hoogte van het gevormde halfronde kanaal (onder); H2: Membraanopblaashoogte (boven). Wo: Kanaalbreedte aan de basis.
    4. Bereken geometrische verhoudingen (H1 + H2≈ Wo) om circulariteit te beoordelen en het ontwerp van de malen versus inflatiegedrag te valideren.
      OPMERKING: Idealiter zijn H1 en H2 gelijk, en hun som zou Wo moeten benaderen in een volledig cirkelvormig profiel. Deviaties geven een teken van inflatie-insufficiëntie of membraanoverstrekking.
  3. Voer een pneumatische hechtingssterktetest uit
    OPMERKING: Een pneumatische bursttest bestaat uit vijf componenten: (1) een elektrische spuitpomp, (2) een druksensor, (3) een Arduino Mega 2560 microcontroller, (4) een seriële communicatiekabel en (5) een laptop.
    1. Verbind de druksensor met de PDMS-microkanaalinlaat via een flexibele siliconenbuis.
    2. Initialiseer de Arduino door een seriële data-leesscript te uploaden.
    3. Start de Tera Term-software voor drukmeting.
    4. Begin met het aanbrengen van druk door de spuitpomp te laten draaien (bijvoorbeeld 40 mL/u).
    5. Registreer drukgegevens in realtime. Ga door totdat delaminatie, scheuring of zichtbare lekkage optreedt.
    6. Definieer de barsdruk als de uiteindelijk geregistreerde drukwaarde vóór structurele faling. Deze waarde geeft de hechtingssterkte weer tussen het membraan en de gevormde PDMS-chip.
  4. Meet de contacthoek.
    1. Stel een contacthoekmeetopstelling samen met een digitale zij-gemonteerde camera, een ring-LED-lichtbron en een laptop voor beeldopname.
    2. Plaats een uitgeharde PDMS-chip op een vlak glazen platform onder de camera.
    3. Geef een druppel van 2 μL gedeïoniseerd water op het PDMS-oppervlak met behulp van een micropipet.
    4. Maak direct het druppelprofiel vast met de camera. Exporteer de afbeelding voor analyse.
    5. Open de afbeelding in de ImageJ-software, selecteer de Drop Analysis - LB-ADSA plugin in het Analyze-gedeelte .
    6. Pas de kromming aan om de contacthoek te bepalen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze studie presenteert een cleanroom-vrij protocol voor het fabriceren van volledige circulaire PDMS-microkanalen met behulp van DLP 3D-geprinte mallen en membraanopblazing. Het ontwerp van halfcirkelvormige microkanaalmallen met verschillende stenosediameters wordt geïllustreerd in Figuur 1, terwijl het effect van printoriëntatie op de malresolutie is weergegeven in Figuur 2. Een volledige fabricageworkflow van malbedrukking t...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

In dit werk ontwikkelden we een cleanroom-vrije fabricageprotocol voor circulaire PDMS-microkanalen met behulp van DLP 3D-printen en membraaninflatie. Een cruciale stap binnen dit protocol is de integratie van 10% hoogtecompensatie in het CAD-malontwerp om rekening te houden met de inherente isotrope krimp van PDMS tijdens thermisch uitharden. Bovendien is de keuze van printoriëntatieën, met name verticale oriëntatie, essentieel om de "trapstap"-artefacten die vaak voorkomen bij additive...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets te verklaren.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs willen de International University, Vietnam National University, Ho Chi Minhstad, bedanken voor laboratoriumapparatuur en materiële ondersteuning.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
3D printerElegoo Saturn 3N/ADLP-gebaseerde malprinten
3D-printharsJAMG HE, KoreaN/AHars voor algemeen DLP-printen
Arduino microcontrollerArduino Mega 2560N/AGebruikt voor drukbuispriktestbewaking
Digitaal 3D-microscoopKeyence, VSVHX-7100Karakterisering van oppervlakteruwhed
Digitaal camerasysteem Op maat gemaaktN/AGebruikt voor contacthoekbeeldvorming
Elektrische spuitpompFresenius SE & Co. KGaA, DuitslandPILOT A2 CE2RS232Gebruikt voor inflatie tijdens membraanvorming
FluorescentiemicroscoopNikon Eclipse Ti, VSN/AGeometrische meting van microkanaal
Fusion 360-softwareAutodesk, VShttps://www.autodesk.com/asean/products/fusion-360Ontwerpsoftware
ImageJ-softwareNational Institutes of Health, VShttps://imagej.net/ij/Beeldanalyse
PDMS-basis en uithardingsmiddelDowhitech, Koreahttps://www.dow.com/en-us/pdp.sylgard-184-silicone-elastomer-kit.01064291zGebruikt voor chipgieten
PolydimethylsiloxaanSYLGARD 184 Silicone Elastomer Kit1330-20-7Gebruikt voor chipfabricage
DruksensorNXPMPX5700APMeet interne druk tijdens drukbuispriktest
RAPID-harsElegoo, China—Gebruikt voor mastermalfabricage
Scanning elektronenmicroscoop (SEM)Jeol, JapanJSM T-100Beeldvorming van oppervlaktemorfologie
Siliconenmembraan (25 µm)——Gebruikt voor membraaninflatie

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Inagaki, S., Ishida, T. Fabrication of irregularity-free, highly circular cross-sectional microchannel. Micro. 2 (2), 325-333 (2022).
  2. Ma, Q., Ma, H., Xu, F., Wang, X., Sun, W. Microfluidics in cardiovascular disease research: state of the art and future outlook. Microsyst Nanoeng. 7 (1), 19(2021).
  3. Fleischer, S., Tavakol, D. N., Vunjak-Novakovic, G. From arteries to capillaries: approaches to engineering human vasculature. Adv Funct Mater. 30 (37), 1910811(2020).
  4. Li, Z., Hui, J., Yang, P., Mao, H. Microfluidic organ-on-a-chip system for disease modeling and drug development. Biosensors. 12 (6), 370(2022).
  5. Zhang, H., Yang, J., Sun, R., Han, S., Yang, Z., et al. Microfluidics for nano-drug delivery systems: from fundamentals to industrialization. Acta Pharm Sin B. 13 (8), 3277-3299 (2023).
  6. Oh, K. W. Microfluidic devices for biomedical applications: biomedical microfluidic devices 2019. Micromachines. 11 (4), 370(2020).
  7. He, Y., Wu, Y., Fu, J. Z., Gao, Q., Qiu, J. J. Developments of 3D printing microfluidics and applications in chemistry and biology: a review. Electroanalysis. 28 (8), 1658-1678 (2016).
  8. Qiu, J., et al. 3D printing of individualized microfluidic chips with DLP-based printer. Materials. 16 (21), 6984(2023).
  9. Miranda, I., et al. Properties and applications of PDMS for biomedical engineering: a review. J Funct Biomater. 13 (1), (2022).
  10. Kumar, P., Harvie, D. J. E. Energy dissipation during Wenzel wetting via roughness scale interface dynamics. Langmuir. 40 (31), 16190-16207 (2024).
  11. Pandian, N. K. R., Mannino, R. G., Lam, W. A., Jain, A. Thrombosis-on-a-chip: prospective impact of microphysiological models of vascular thrombosis. Curr Opin Biomed Eng. 5 (1), 29-34 (2018).
  12. Nguyen, T. Q., et al. Fabrication method of multi-depth circular microchannels for investigating arterial thrombosis-on-a-chip. Sens Actuators B Chem. 321 (1), 128590(2020).
  13. Nguyen, T. Q., et al. low-cost fabrication of circular microchannels by air expansion into partially cured polymer. Sens Actuators B Chem. 235 (1), 302-308 (2016).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Circulaire microkanalenfabricage van stenosezuurstofplasmabindingpneumatische membraaninflatieafstemming van kanaaldiameterscanningelektronenmicroscopievasculaire fysiologie

Gerelateerde artikelen