Microfluïdica: sleutel naar de medische technologie van de volgende generatie
Zowel in het concept voor CAR-T-celtherapie als voor druk van de Organs-on-a-Chip worden diffusion bonded manifolds gebruikt – meerlaagse kunststof‑verdeelplaten die vloeistoffen regelen, doseren, mengen en sensorisch registreren. In vergelijking met traditionele kanaalplaten, die voornamelijk passieve verdeelfuncties vervullen, integreren onze manifolds actieve functies in een zeer compacte ruimte: geoptimaliseerde mengkanalen, media-scheidende ventieltechnologieën met een minimaal dood volume en ingebouwde sensoren voor temperatuur, debiet, druk, kleur, pH‑, enz.
De technische innovatie bestaat uit een combinatie van fijn gestructureerde, meerlaagse microkanalen en geïntegreerde ventiel- en doseerelementen en direct ingebedde sensorische meetpunten. Dankzij het procesontwerp kunnen deze functies op economische wijze in serie worden geproduceerd. Zo ontstaan compactere, betrouwbaardere en gemakkelijker te valideren systemen voor biotechnologie, medische technologie en halfgeleidertoepassingen.
Daarvoor werden de Diffusion Bonded Manifolds genomineerd voor de Hermes Award 2026 genomineerd. De prijs behoort tot de meest gerenommeerde industriële onderscheidingen ter wereld en wordt jaarlijks uitgereikt in het kader de Hannover Messe uitgereikt voor uitmuntende innovaties.
Van capillaire krachten naar druk boven vloeistof
Net als in de natuur zijn capillaire krachten alleen niet voldoende om vloeistof tot in de uiterste punt van het blad te transporteren – het stijgt slechts iets boven het niveau uit. Terwijl de natuur door verdamping een onderdruk creëert, zorgen wij in de tentoonstelling voor deze onderdruk door middel van een nauwkeurig geregeld vacuüm. Dit zuigt de vloeistof door de bonded manifold. Met behulp van Pressure-over-Liquid wordt het systeem vervolgens weer geleegd – zo ontstaat een kringloop.
Zeer nauwkeurige dosering
Vloeistoffen worden volgens een vooraf bepaald patroon door een door Festo vervaardigd diffusion bonded manifold gepompt door middel van een nauwkeurig getimede afwisseling van twee media-bestendige ventielen. Hiermee wordt aangetoond hoe vloeistoffen nauwkeurig kunnen worden gedoseerd.
Liquid Handling in een laboratoriumomgeving
96 Monsters worden nauwkeurig en snel met een doseringskop met acht kanalen in een microtiterplaat gedoseerd. Vervolgens wordt een van deze monsters met behulp van microfluïdica opgesplitst in vele kleine monsters. Het proces wordt onder een microscoop gecontroleerd. Daarna wordt het hele systeem weer leeggemaakt.
Sensorintegratie
Hier laat Festo zien hoe de kanaalstructuren van het verdeelstuk worden gebruikt voor het mengen en analyseren van vloeistoffen. Dankzij de ingebouwde debiet- en druksensoren is een stabiele werking mogelijk. Door vloeistoffen te mengen ontstaat er een kleurverandering, die door optische sensoren wordt gedetecteerd. Luchtbellen die doelgericht in het systeem worden geïnjecteerd, worden gedetecteerd en automatisch verwijderd.
Integratie van pneumatische ventielen
De in de manifold geïntegreerde pneumatische membraanventielen regelen twee verschillende media, die via een pressure-over-liquid naar de afzonderlijke letters van het Festo logo stromen. De membraanventielen worden daarbij bediend door een extern ventieleiland, dat via een persluchtinterface is aangesloten.
Diffusion Bonded Manifolds: nauwkeurige vloeistoftechnische oplossingen voor de hoogste eisen
Diffusion Bonded Manifolds combineren nauwkeurige kanaalstructuren, een contaminatievrije verbinding van de afzonderlijke lagen en een compact ontwerp. Dit wordt mogelijk gemaakt door de HADB-technologie (High Accuracy Diffusion Bonding), waarmee acryl en Ultem kanaalplaten met de hoogste precisie worden vervaardigd. In combinatie met de mediagescheiden ventielen uit de series VYKA, VYKB en VYKC kan Festo zo microfluïdische oplossingen uit één hand aanbieden.
Festo – Uw automatiseringspartner voor de life sciences
Met flexibele automatiseringsoplossingen ondersteunt Festo de toepassing van innovatieve therapieën in de klinische praktijk en maakt het de modernste biotechnologie beschikbaar waar die nodig is. We beschikken over een uitgebreid catalogusassortiment, maar ontwikkelen ook maatwerkoplossingen voor laboratoria, diagnostische en bioproces-toepassingen: van nauwkeurige vloeistof- en gasdosering tot schaalbare, modulaire systemen. Met behulp van ons productassortiment op het gebied van pneumatiek, elektriciteit, software en AI realiseren we samen met de klant de perfecte oplossing voor naadloze automatisering.