A microfluídica é a manipulação e o estudo de litros submicroscópicos de fluidos. As tecnologias que utilizam microfluídica são encontradas em muitos campos multidisciplinares, que vão da engenharia à biologia. Os experimentos podem ser realizados em um dispositivo do tamanho aproximado de uma moeda de um dólar, reduzindo a quantidade de reagentes usados, resíduos produzidos, e os custos gerais. Os experimentos podem ser realizados precisamente em níveis de microescala, oferecendo tempos de reação reduzidos e controle aprimorado sobre as condições de reação.

O padrão ouro atual para a fabricação de dispositivos microfluídicos é a litografia suave, onde materiais elastoméricos são fundidos em um molde fabricado em uma sala limpa. Apesar de múltiplas características desejáveis ​​para fabricar canais microfluídicos, Contudo, A litografia suave é um processo manual difícil de automatizar. Tipicamente, A litografia suave tem um ciclo de projeto a protótipo de alguns dias.

A impressão 3-D surgiu como uma alternativa atraente para a litografia suave. As impressoras 3-D não só podem transformar o design em protótipos de trabalho reais na ordem de horas, a recente introdução de impressoras 3-D de baixo custo torna a impressão 3-D mais acessível para os pesquisadores em geral. As atuais tecnologias de impressão 3-D para a fabricação de dispositivos microfluídicos têm algumas limitações, nomeadamente;

• materiais disponíveis para impressão 3-D (por exemplo, transparência óptica, flexibilidade, biocompatibilidade),
• dimensões alcançáveis ​​de microcanais por impressoras 3-D comerciais,
• integração de microfluídicos impressos em 3D com materiais ou substratos funcionais.

Para superar esses desafios, pesquisadores do Laboratório de Soft Fluidics da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura (SUTD) desenvolveram um método alternativo para aplicar a impressão 3-D na fabricação de microcanais. Os pesquisadores aplicaram impressão direta com tinta escrita (DIW) 3-D de selante de silicone de cura rápida para fabricar dispositivos microfluídicos rapidamente em vários substratos (por exemplo, vidro, plástico, e membranas). O projeto dos canais de fluidos é determinado pelo selante de silicone padronizado, enquanto os substratos transparentes superior e inferior servem para selar os canais. O uso de substratos transparentes permite que os pesquisadores façam a imagem do canal usando um microscópio. Este método também permite a fabricação de canais microfluídicos que são dinamicamente sintonizáveis ​​em dimensões, que serviam como pequenos canais, bem como resistores de fluxo sintonizáveis.

"Ao controlar a distância entre os substratos superior e inferior, fomos capazes de reduzir precisamente a largura do canal em cerca de 30 mícrons. Esta dimensão lateral dos canais seria difícil de obter se as impressoras 3-D comercialmente disponíveis fossem empregadas, "disse o autor principal Terry Ching, um estudante de graduação do pilar de Desenvolvimento de Produto de Engenharia do SUTD.

"Nossa abordagem para aplicar a impressão DIW 3-D permite a padronização direta de microcanais essencialmente em qualquer substrato plano", disse o professor assistente Michinao Hashimoto, o investigador principal do projeto.

A equipe também demonstrou a facilidade de padronizar as barreiras de silicone diretamente em uma placa de circuito impresso (PCB) pronta para uso, integrar eletrodos imediatamente aos microcanais que funcionariam como sensores de fluxo em tempo real. A rápida integração de membranas semipermeáveis ​​a microcanais para cultura de células de queratinócitos foi demonstrada.