Mezcladores microfluídicos personalizados

Optimización de la mezcla microfluídica de fluidos viscosos

Un profundo conocimiento de la tecnología microfluídica subyacente distingue a las empresas de fabricación por contrato avanzadas en el sector. Las empresas pueden comprar herramientas de fabricación digital para fabricar diseños específicos para el cliente, pero es un socio que comprenda de manera integral y basada en la experiencia los rigores subyacentes de la tecnología microfluídica el que puede innovar los procesos para mejorar los diseños de los dispositivos del cliente y ayudar a llevar productos optimizados al mercado.

La innovación en Potomac se centra en nuestro compromiso de ir más allá de la simple fabricación de chips microfluídicos y desarrollar procesos que lleven los productos a los niveles de rendimiento más altos. Una de nuestras innovaciones recientes hace justamente eso al optimizar la mezcla de fluidos viscosos en dispositivos microfluídicos.

Mezcladores microfluídicos innovadores y personalizados

A través de nuestro trabajo de cumplimiento de las exigentes especificaciones de los dispositivos de los clientes, Potomac reconoció que mezclar líquidos viscosos es difícil para los procesos de flujo laminar en dispositivos microfluídicos. La capacidad de mezclar líquidos es especialmente importante ya que muchas aplicaciones requieren muestras de sangre, que pueden ser bastante viscosas. Si bien los mezcladores están disponibles comercialmente, la falta de capacidades de personalización limita la capacidad de un nuevo producto para optimizarse para aplicaciones específicas, lo que reduce el éxito en el mercado.

Con financiación del programa SBIR de la National Science Foundation, el equipo de I+D de Potomac se propuso desarrollar una nueva tecnología de mezcla microfluídica que pudiera adaptarse a nuevos productos biotecnológicos, ambientales y sanitarios durante la fase de creación de prototipos. El concepto consiste en combinar la técnica de enfoque de flujo hidrodinámico (HDFF) con microestructuras para alterar el fluido a medida que fluye por los canales de un chip.

La HDFF es una forma de manipular el perfil de mezcla de múltiples líquidos, lo que permite un control preciso de la concentración. Los fluidos más viscosos presentan desafíos en el proceso de mezcla, lo que reduce la precisión de los resultados de las pruebas. Sin embargo, las geometrías complejas dentro de los canales del dispositivo microfluídico pueden interrumpir el flujo para mejorar la uniformidad de la concentración de la muestra.

La innovación del Potomac

Utilizando un patrón en espiga de estructuras de 50 micrones, Potomac ha demostrado con éxito la mezcla de fluidos viscosos en canales microfluídicos de aproximadamente 100 micrones de altura. Las estructuras crean una advección caótica, un fenómeno de mezcla difusiva, que da como resultado una mezcla más rápida y completa de los componentes del fluido.

Abhay Andar, científico de investigación y desarrollo de Potomac, explica que el proyecto ha demostrado la cantidad de conjuntos de estructuras en espiga que son óptimos para aplicaciones específicas. Al utilizar procesos de fabricación digital que se pueden modificar en software de diseño asistido por computadora [CAD], es rápido y fácil ajustar la fabricación de estructuras para satisfacer las necesidades cambiantes de la aplicación.

Próximos pasos

Las innovadoras técnicas de fabricación de dispositivos microfluídicos de Potomac permiten la personalización en la fase de creación rápida de prototipos del desarrollo de nuevos productos. A continuación, la automatización y otras metodologías permitirán que los nuevos mezcladores integrados alcancen grandes volúmenes de producción con los correspondientes costes reducidos y una entrega rápida.

Las aplicaciones de diagnóstico en el punto de atención cada vez más disponibles que utilizan fluidos altamente viscosos como la sangre exigen innovaciones como el mezclador microfluídico en chip Potomac para capturar los mercados principales y salvar vidas.