{"id":477,"date":"2017-08-23T07:46:46","date_gmt":"2017-08-23T10:46:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/?p=477"},"modified":"2017-08-23T07:46:47","modified_gmt":"2017-08-23T10:46:47","slug":"impressao-3d-de-laboratorios-de-chip","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/microfluidicaeengenhariaquimica\/impressao-3d-de-laboratorios-de-chip\/","title":{"rendered":"Impress\u00e3o 3D de laborat\u00f3rios de chip"},"content":{"rendered":"

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Ol\u00e1 querido leitor! Na \u00faltima semana uma pesquisa publicada por pesquisadores da Universidade Brigham Young (BYU – Utah, Estados Unidos) foi destaque em v\u00e1rios meios de comunica\u00e7\u00e3o que abordam not\u00edcias sobre Microflu\u00eddica<\/a> e impressoras 3D. Isso porque eles foram os primeiros a imprimir em 3D um microdispositivo vi\u00e1vel, pequeno o bastante para ser eficaz em uma escala muito inferior a 100 micr\u00f4metros.\u00a0Pesquisas anteriores usaram impressoras 3D para fazer microcanais, mas n\u00e3o nesta escala. A pesquisa foi publicada no jornal\u00a0Lab on a Chip <\/em>(DOI: 10.1039\/C7LC00644F<\/a>). \u00a0Para essa inova\u00e7\u00e3o, os pesquisadores tiveram que construir a\u00a0pr\u00f3pria impressora 3D para imprimir com uma resolu\u00e7\u00e3o muito maior e utilizar\u00a0uma nova resina customizada, de baixo custo e personalizada.\u00a0“Outros t\u00eam canais flu\u00eddicos impressos em 3D, mas eles n\u00e3o conseguiram torn\u00e1-los suficientemente pequenos para a microflu\u00eddica”, disse Greg Nordin, professor de engenharia el\u00e9trica da BYU. “Ent\u00e3o, decidimos fazer nossa pr\u00f3pria impressora 3D e pesquisar uma resina que poderia faz\u00ea-lo”.<\/p>\n

O qu\u00e3o pequeno s\u00e3o os canais?<\/strong><\/p>\n

O trabalho dos pesquisadores produziu laborat\u00f3rios em um chip com se\u00e7\u00f5es transversais de canais de fluxo de at\u00e9 18 micr\u00f4metros por 20 micr\u00f4metros. As impress\u00f5es 3D anteriores de canais microflu\u00eddicos n\u00e3o alcan\u00e7aram sucesso menores que 100 micr\u00f4metros.\u00a0Com esse m\u00e9todo de fabrica\u00e7\u00e3o foi poss\u00edvel imprimir um chip de 0,12 mm2<\/sup>\u00a0 contendo canais de fluxo de serpentina de 41 mm de comprimento, como na imagem acima.<\/p>\n

Ao adicionar c\u00e9lulas-tronco aos canais do chip e introduzindo um fluxo sangu\u00edneo, os pesquisadores poderiam, por exemplo, testar como os tecidos se comportam nas arter\u00edolas do cora\u00e7\u00e3o. Tipicamente 20 a 30 \u03bcm de di\u00e2metro, esses vasos s\u00e3o respons\u00e1veis pela transfer\u00eancia de sangue para os capilares. Obter essa faixa de tamanho dos microcanais n\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel com as impressoras dispon\u00edveis atualmente, querido leitor.<\/p>\n

Um dos autores do estudo o professor de qu\u00edmica Adam Woolley, que foca suas pesquisas no uso de laborat\u00f3rios de chip para detectar biomarcadores<\/a> relacionados ao parto prematuro, acredita que a\u00a0tecnologia \u00e9 suscept\u00edvel de ser utilizada na detec\u00e7\u00e3o de condi\u00e7\u00f5es no organismo respons\u00e1vel por partos prematuros.\u00a0Para esse fim, ele e o Prof. Nordin apresentaram uma proposta aos Institutos Nacionais de Sa\u00fade para desenvolver a abordagem neste artigo para a predi\u00e7\u00e3o desse tipo de parto.<\/p>\n

O processo de impress\u00e3o de\u00a0laborat\u00f3rios de chip<\/strong><\/p>\n

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Impressora 3D utilizada pelos pesquisadores. [Photo by Jaren Wilkey\/BYU]<\/p><\/div>\n

A impressora 3D dos pesquisadores usa um LED de 385 nm, o que aumenta drasticamente a sele\u00e7\u00e3o dispon\u00edvel de absorventes de UV para formula\u00e7\u00e3o de resina em compara\u00e7\u00e3o com impressoras 3D com LEDs de 405 nm.<\/p>\n

O Prof. Nordin disse que as vantagens da impress\u00e3o em 3D para a fabrica\u00e7\u00e3o de dispositivos microflu\u00eddicos j\u00e1 s\u00e3o bem conhecidas e que seu m\u00e9todo, a estereolitografia de processamento de luz digital (DLP-SLA), \u00e9 uma abordagem especialmente promissora de baixo custo. O DLP-SLA usa um chip de matriz de micro-espelhos, como aqueles na maioria dos projetores que n\u00f3s utilizamos, para criar dinamicamente o padr\u00e3o \u00f3ptico para cada camada durante a impress\u00e3o camada por camada de um dispositivo. Resumidamente, leitor, a impressora 3D desse tipo usa um projetor de imagem para projetar as camadas em um tanque com resina l\u00edquida cur\u00e1vel por UV.<\/p>\n

Alterar a fonte de luz aumentou drasticamente a gama de materiais dispon\u00edveis para a impressora DLP-SLA 3D. Ao pesquisar essas resinas, a equipe elaborou sua pr\u00f3pria receita para um material apropriado.<\/p>\n

Woolley disse que o trabalho representa uma melhoria de um fator de 100 sobre o tamanho dos recursos que agora s\u00e3o poss\u00edveis na microfluidica 3D impressa. Tamb\u00e9m reduz o tempo e o aborrecimento: a t\u00e9cnica criada pelos pesquisadores da BYU pode criar um dispositivo em 30 minutos e n\u00e3o requer o uso de salas limpas (um ambiente de laborat\u00f3rio especial, livre de poeira e outros contaminantes).<\/p>\n

“N\u00e3o \u00e9 apenas um pequeno passo; \u00c9 um grande salto de um regime de tamanho para um regime de tamanho anteriormente inacess\u00edvel para a impress\u00e3o em 3D “, disse Woolley. “Ele abre muitas portas para fazer microflu\u00eddica de forma mais f\u00e1cil e barata”.\u00a0E como os dispositivos s\u00e3o pequenos, m\u00faltiplos laborat\u00f3rios podem ser impressos em 3D no mesmo trabalho, tornando o m\u00e9todo econ\u00f4mico efetivo.<\/p>\n

Quando voc\u00ea leitor vai poder ter uma impressora dessas?<\/strong><\/p>\n

Embora essa pesquisa seja muito promissora, atualmente a impressora utilizada pelos autores do estudo \u00e9 a \u00fanica impressora dispon\u00edvel e \u00fanica formula\u00e7\u00e3o de resina com esses recursos. De acordo com o Prof. Nordin, o principal desafio \u00e9 descobrir “como conseguir colocar isso nas m\u00e3os das pessoas de forma conveniente para que elas n\u00e3o tenham que mexer muito para faz\u00ea-lo funcionar”. Como qualquer nova tecnologia, para que seja verdadeiramente \u00fatil, os usu\u00e1rios querem passar mais tempo fazendo e menos tempo brincando. Felizmente, j\u00e1 existem mercados para a impress\u00e3o de pe\u00e7as pequenas e complexas, como j\u00f3ias ou as utilizadas na \u00e1rea odontol\u00f3gica, por isso \u00e9 apenas uma quest\u00e3o de tempo antes de os fabricantes entrarem no mercado de microflu\u00eddica impressa em 3D.<\/p>\n

E isso querido leitor \u00e9 algo que a Engenharia Qu\u00edmica<\/a> pode fazer para todos n\u00f3s, desenvolver um m\u00e9todo eficaz de produzir, principalmente, a resina em massa, para popularizar ainda mais esse tipo de tecnologia.<\/p>\n

At\u00e9 semana que vem!<\/p>\n

Fonte: BYU News<\/a>, 3D Printing Industry<\/a> e Lab on a Chip Blog<\/a>.<\/p>\n

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