Le plus grand avantage d’être un étudiant diplômé est peut-être la possibilité de travailler avec des professeurs qui mènent des recherches innovantes à la pointe de leur domaine. Christos Michas, candidat au doctorat en génie biomédical, a doublement de la chance puisque son domaine d’études à l’Université de Boston [BU] combine le travail d’impression 3D à micro-échelle de la physicienne Alice White, qui dirige le département de génie mécanique de l’Université de Boston, avec la recherche du laboratoire de microfabrication tissulaire dirigée par l’ingénieur biomédical Christopher Chen.
Les recherches révolutionnaires du professeur White sur l'écriture laser directe à 2 photons l'ont amenée à utiliser des imprimantes 3D Nanoscribe pour créer de petites plateformes pouvant être utilisées dans des dispositifs microfluidiques. Michas s'efforce d'intégrer les nouvelles plateformes de fabrication additive au travail de modélisation du comportement vasculaire du laboratoire Chen afin de comparer les systèmes d'approvisionnement en sang malades et sains. La compréhension des mécanismes fondamentaux est impérative pour traiter un large éventail de maladies.
La recherche aura également un impact sur la bio-impression d'organes. Si les chercheurs ont réussi à imprimer en 3D différents types de tissus humains, certains tissus sont difficiles à vasculariser. Sans un apport sanguin constant, les tissus et, par conséquent, les organes meurent.
Les dispositifs microfluidiques peuvent être des structures complexes, nécessitant l’intégration de plusieurs minuscules pièces constituées de matériaux différents. Étant donné que ces petits « laboratoires sur puce » utilisent de petites quantités de fluide, les liaisons ne doivent permettre aucune fuite.
Dans ce projet, Michas a imprimé en 3D des tuyaux d'un diamètre compris entre 100 et 200 microns qui doivent être connectés au dispositif microfluidique. La conception de la structure a nécessité la fabrication de substrats en verre spéciaux avec des trous de 250 microns de diamètre placés avec précision pour ancrer les minuscules tuyaux.
« Vu le niveau de précision élevé », explique Michas, « nous savions que nous devions externaliser la fabrication afin de garantir le respect des spécifications strictes. Potomac a été en mesure de répondre à toutes nos exigences et les pièces ont fonctionné exactement comme nous l'attendions. »
En raison de sa nature cassante, le verre peut se fissurer, voire se briser, ce qui est un problème lors de l'usinage . Le problème est exacerbé lorsque l'on travaille à des échelles spatiales aussi réduites. Potomac a intégré des techniques spéciales dans ses processus de micro-usinage laser pour garantir que le matériau ne soit pas endommagé pendant ou après la fabrication des pièces.
Il s’agit d’un projet de microfluidique particulièrement intéressant car il intègre des outils de fabrication avancés dans la fabrication du dispositif. L’impression 3D apporte une capacité unique qui fonctionne de concert avec les technologies soustractives comme le micro-usinage laser. Comme le dit Mike Adelstein, président-directeur général de Potomac : « La fabrication additive est un ajout innovant à notre boîte à outils de fabrication, nous permettant de choisir le meilleur outil pour tout travail de fabrication numérique. »
