Met 3D-printer microkanaaltjes maken

Persbericht

Met 3D-printer microkanaaltjes maken

Gepubliceerd op
23 september 2015

Bionanotechnologen van Wageningen University hebben een nieuwe, goedkope manier ontwikkeld om microfluidische apparaten te maken, zonder gebruik te maken van dure materialen of cleanroomfaciliteiten. ESCARGOT doopten ze de techniek, die gebruik maakt van een 3D-printer en legoplastic. In een korte video illustreren ze het principe en de mogelijkheden. De belangrijkste vragen op een rij.

Hoe werkt het?

De techniek komt erop neer dat een 3D-printer ingewikkelde kanaaltjes print van ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), het plastic waar ook legosteentjes van worden gemaakt. Over de prints gaat het doorzichtige rubber PDMS. Als dat is uitgehard gaat er aceton overheen die het geprinte plastic oplost. De bionanotechnologen Vittorio Saggiomo en Aldrik Velders van Wageningen University schrijven over Embedded SCAffold RemovinG Open Technology (ESCARGOT) in het septembernummer van het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Science.

Hoe ontstond dit idee?

Onderzoeker Saggiomo heeft een fascinatie voor zelfbouwprojecten, programmeren en 3D-printen. “Bij het 3D-printen gebruik je acetondampen om het ABS glad te maken. Die wetenschap heb ik gekoppeld aan het lopende onderzoek in onze BioNT-groep aan PDMS-rubber voor onder meer het functionaliseren van oppervlakte. ESCARGOT is zo simpel en tegelijk zo breed toepasbaar en krachtig dat we patent hebben aangevraagd op de methode.”

Wat zijn de voordelen van deze techniek?

Er is geen cleanroom voor nodig, het is geschikt voor cellen en bacteriën, en er kunnen zaken als verlichting, verwarmings- of koelelementen en RF-elementen in geïntegreerd worden. Ook is het goedkoop, elastisch, transparant en zonder mallen te maken. Daarnaast biedt de techniek onderzoekers nieuwe mogelijkheden. Saggiomo is benieuwd hoe andere wetenschappers, zoals natuurkundigen en biologen de methode gaan gebruiken. “Ik zou het ook graag gaan toepassen voor het bouwen van een orgaan-op-een-chip. Dat zou kunnen bijdragen aan onderzoek naar hoe ziekten zich verspreiden van orgaan naar orgaan en voor het testen van medicijnen.”

En de belangrijkste beperkingen?

De 3D-printer is volgens Saggiomo de flessenhals. “Het dunste dat je nu kunt printen is 100 micrometer dik, en we hopen dat nog dunner te maken. Gelukkig heeft 85 procent van de microfluidische apparaten die nu te koop zijn een kanaalgrootte van 100 of 200 micrometer, waardoor deze devices dus te maken zijn.”

What’s next?

De Wageningse onderzoekers proberen de methode nu te verbeteren en werken daarnaast aan een alles-in-een microfluidische box waar de controller en detectors al in een simpel ontwerp zijn ingebouwd, bijvoorbeeld voor draagbare sensors. De bionanotechnologen van Wageningen University werken verder aan supramoleculaire en op nanodeeltjes gebaseerde sensoren, die ze nu combineren met hun eigen ESCARGOT-concept.

Publicatie

Saggiomo V. Velders A. H. (2015). Simple 3D Printed Scaffold-Removal Method for the Fabrication of Intricate Microfluidic Devices. Adv. Sci., 2: . doi: 10.1002/advs.201500125