Quizás el mayor beneficio de ser estudiante de posgrado es la oportunidad de trabajar con profesores que están realizando investigaciones innovadoras a la vanguardia de sus campos. El candidato a doctor en ingeniería biomédica Christos Michas es doblemente afortunado, ya que su área de estudio en la Universidad de Boston [BU] combina el trabajo de impresión 3D a microescala de la física Alice White, quien preside el Departamento de Ingeniería Mecánica de BU, con la investigación del Laboratorio de Microfabricación de Tejidos dirigida por el ingeniero biomédico Christopher Chen.
La innovadora investigación de la profesora White sobre escritura láser directa de dos fotones la ha llevado a utilizar impresoras 3D Nanoscribe para crear pequeñas plataformas que se pueden utilizar en dispositivos microfluídicos. Michas está trabajando para incorporar las nuevas plataformas de fabricación aditiva al trabajo del laboratorio de Chen, que modela el comportamiento vascular para comparar sistemas de suministro de sangre enfermos con sistemas sanos. Comprender los mecanismos fundamentales es fundamental para tratar una amplia gama de enfermedades.
La investigación también tendrá un impacto en la bioimpresión de órganos. Si bien los investigadores han logrado imprimir en 3D varios tipos de tejido humano, algunos tejidos son difíciles de vascularizar. Sin un suministro de sangre constante, el tejido y, en consecuencia, los órganos mueren.
Los dispositivos microfluídicos pueden ser estructuras complejas que requieren la integración de múltiples piezas diminutas hechas de materiales diferentes. Debido a que estos pequeños “laboratorios en un chip” utilizan pequeñas cantidades de fluido, las uniones no deben permitir ninguna fuga.
En este proyecto, Michas imprimió en 3D tuberías con diámetros de entre 100 y 200 micrones que deben conectarse al dispositivo microfluídico. El diseño de la estructura exigía que se fabricaran sustratos de vidrio especiales con orificios de 250 micrones de diámetro colocados con precisión para anclar las pequeñas tuberías.
“Con el alto nivel de precisión”, explica Michas, “sabíamos que necesitábamos externalizar la fabricación para garantizar las estrictas especificaciones. Potomac pudo cumplir con todos nuestros requisitos y las piezas funcionaron tal como esperábamos”.
Debido a su naturaleza frágil, el agrietamiento e incluso la rotura son un problema al intentar mecanizar el vidrio . El problema se agrava cuando se trabaja en escalas espaciales tan pequeñas. Potomac ha incorporado técnicas especiales en sus procesos de micromecanizado láser para garantizar que no se produzcan daños en el material durante o después de la fabricación de las piezas.
Este es un proyecto de microfluidos particularmente interesante, ya que integra herramientas de fabricación avanzadas para fabricar el dispositivo. La impresión 3D aporta una capacidad única que funciona en conjunto con tecnologías sustractivas como el micromaquinado láser. Como le gusta decir al presidente y director ejecutivo de Potomac, Mike Adelstein, "la fabricación aditiva es una incorporación innovadora a nuestra caja de herramientas de fabricación, que nos permite elegir la mejor herramienta para cualquier trabajo de fabricación digital".
