生物醫(yī)療領(lǐng)域的超高精度3D打印模具需求 涵蓋微流控芯片 微針 仿生器件等

市場背景

從可穿戴和植入式智能傳感器到生物芯片，從醫(yī)療設(shè)備到量子計(jì)算機(jī)，微納加工一直是工程前沿，其為制造、材料、能源、機(jī)器人和生物醫(yī)學(xué)創(chuàng)造了新的可能性。眾多領(lǐng)域的精加工方面都會涉及極小尺寸和高質(zhì)量微納結(jié)構(gòu)模具的制作，如微米級通道的微流控芯片、微結(jié)構(gòu)傳感器、生物活性微針等。從模具制備技術(shù)上細(xì)分，可分為直接鑄造和間接倒模兩種，其中間接倒模技術(shù)是其中一類常見的技術(shù)手段。

超高精度3D打印模具的優(yōu)勢

3D 打印提供了一種新的、高效的方法來快速迭代、創(chuàng)建微納結(jié)構(gòu)模具，而傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)（如數(shù)字光處理技術(shù)（DLP）、熔融沉積（FDM）3D打印等）精度有限，局限于50-100μm，打印出的微通道較為粗糙，如尺寸偏大，通道側(cè)壁表面粗糙度高等，不適合應(yīng)用于微納結(jié)構(gòu)的倒模。利用超高精度3D打印技術(shù)，研究人員可輕松創(chuàng)建定制更為精細(xì)的微結(jié)構(gòu)以滿足特定的應(yīng)用需求。托托科技自研的織雀®系列3D光刻打印設(shè)備融合了光刻技術(shù)和精密的制造工藝，涵蓋1 μm到20 μm的光刻精度，可應(yīng)用于構(gòu)建尺寸更小、微通道表面粗糙度更低的微納結(jié)構(gòu)模具。

多元應(yīng)用場景

用于即時(shí)生化監(jiān)測、藥物篩選、類器官領(lǐng)域的微流控芯片

所選樹脂生物相容性欠佳，或直接打印樹脂基的微流控芯片透明性不佳，不便于實(shí)時(shí)觀察流體，需要通過3D打印樹脂基陽模，翻模得到PDMS基芯片

圖1：3D打印樹脂母模-PDMS倒模得到微流控芯片的示意圖

圖2：織雀®系列PL-3D 打印仿小腸表面器官芯片

（尺寸：34 mm × 20 mm × 2.8 mm；最小壁厚：0.3 mm；光學(xué)精度：2 μm & 5 μm；材料：FR-PB-C-01）

用于透皮給藥、組織液提取、生物傳感領(lǐng)域的微針

通過3D打印樹脂基陽模，利用PDMS翻模，并以天然生物材料為基材構(gòu)建可降解、可吸收的載藥生物活性微針，如明膠、透明質(zhì)酸、絲素蛋白、PLGA等）

圖3：功能性微針制造工藝示意圖，涵蓋微針模具鑄造、PDMS翻模、目標(biāo)材料和藥物的復(fù)合微針制備

圖4：織雀®系列PL-3D 打印仿微針陽模

（尺寸：14 mm × 3.8 mm × 2.82 mm；光學(xué)精度：2 μm & 5 μm；材料：PR-HS-Y-05）

圖5：織雀®系列PL-3D 打印仿微針陽模

（尺寸：6.69 mm × 3.63 mm × 1.5 mm，針尖4.6 μm；光學(xué)精度：2 μm & 5 μm；材料：CA03）

仿生微表面結(jié)構(gòu)器件

通過3D打印樹脂基模具，PDMS倒模，構(gòu)建PDMS基或其它材料基的仿生微結(jié)構(gòu)器件

圖6：壁虎腳掌微結(jié)構(gòu)以及仿生膠帶設(shè)計(jì)

圖7：織雀®系列PL-3D 打印仿微彈簧結(jié)構(gòu)

（尺寸：6 mm × 6 mm × 0.76 mm ；光學(xué)精度：2 μm & 5 μm；材料：PR-TO-A-05）

其他應(yīng)用場景：生物傳感器、研究細(xì)胞力學(xué)和遷移的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、微納米藥物輸送載體等，期待您的解鎖……

織雀®系列3D光刻設(shè)備

織雀®系列3D光刻設(shè)備產(chǎn)品亮點(diǎn)：

 光刻精度高達(dá)1 μm

 多精度自由切換(1 μm / 2 μm / 5 μm)

 支持多種樹脂/陶瓷材料打印(適合新材料開發(fā))

 支持在已有樣品上進(jìn)行對準(zhǔn)駁接打印

 全畫幅聚焦掃描

 最小可加工料池體積15 ml

織雀®系列3D光刻設(shè)備

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相關(guān)參考鏈接：

doi.org/10.1002/admt.201900425

doi.org/10.1049/mnl.2017.0596

doi.org/10.3389/frspt.2022.1000788