Микрофлуидика: ключът към медицинската техника на следващото поколение
Както в концепцията за CAR-T cell therapy, така и при производството на organ-on-a-chip се използват diffusion-bonded manifolds – многослойни пластмасови‑разпределителни пластини, които могат да управляват, дозират, смесват и регистрират течности чрез сензори. В сравнение с традиционните канални блокове, които изпълняват предимно пасивни разпределителни функции, нашите manifolds интегрират активни функции в изключително ограничено пространство: оптимизирани смесителни канали, технологии за клапани с разделяне на флуидите с минимален мъртъв обем и вградени сензори за температура, дебит, налягане, цвят, pH‑и др.
Техническата новост се състои в комбинацията от фино структурирани, многослойни микроканали, както и вградени клапани и дозиращи елементи и директно вградени сензорни измервателни точки. Дизайнът на процеса позволява тези функционални елементи да бъдат произвеждани серийно по икономически ефективен начин. По този начин се създават по-компактни, по-надеждни и по-лесни за валидиране системи за биотехнологиите, медицинската техника и приложенията в областта на полупроводниците.
За това diffusion-bonded manifolds бяха номинирани за наградата „Хермес“ 2026 . Наградата е една от най-престижните промишлени награди в света и се връчва ежегодно по време на панаира в Хановер за изключителни иновации.
От капилярните сили до pressure-over-liquid
Както и в природата, капилярните сили сами по себе си не са достатъчни, за да пренесат течността чак до най-външния край на листата – тя се издига само малко над нивото. Докато природата създава подналягане чрез изпаряване, в експоната ние го осигуряваме чрез прецизно регулиран вакуум. Той изтегля течността посредством bonded manifold. С помощта на Pressure-over-Liquid системата след това отново се изпразва – по този начин се създава цикъл.
Високопрецизно дозиране
Течностите се изпомпват по зададен модел чрез прецизно синхронизирано взаимодействие между два разпределителя, устойчиви на въздействието на течностите, посредством Diffusion-bonded manifolds, произведен от Festo. Това показва как течностите могат да бъдат дозирани с висока точност.
Liquid handling в лабораторна среда
96 Пробите се дозират прецизно и бързо в микротитърна плака с помощта на дозираща глава с осем канала. След това една от тези проби се разделя на много малки проби с помощта на микрофлуидна техника. Процесът се проверява под микроскоп. След това цялата система отново се изпразва.
Интегриране на сензори
Тук Festo показва как каналните структури на колектора се използват за смесване и анализ на течности. Благодарение на вградените сензори за дебит и налягане се осигурява стабилна работа. Смесването на течности води до промяна в цвета, която се регистрира от оптични сензорни елементи. Въздушните мехурчета, целенасочено впръскани в системата, се регистрират и автоматично се отстраняват.
Интегриране на пневматични разпределители
Вградените в колектора пневматични мембранни вентили регулират две различни течности, които се подават към отделните букви на логото на Festo чрез принципаPressure-over-Liquid. При това мембранните вентили се задействат от външен вентилен остров, свързан чрез интерфейс за сгъстен въздух.
Diffusion-bonded manifolds: прецизни решения за течности, отговарящи на най-високите изисквания
Diffusion Bonded Manifolds съчетават прецизна структура на каналите, свързване на отделните слоеве без контаминиране и компактен дизайн. Това е възможно благодарение на технологията HADB (High Accuracy Diffusion Bonding), с която акрилните и ULTEM каналните блокове се произвеждат с най-висока прецизност. В комбинация с разпределителите с медийно разделяне от сериите VYKA, VYKB и VYKC, Festo може да предложи микрофлуидни решения от един доставчик.
Festo – Вашият партньор в областта на автоматизацията за life sciences
С гъвкави решения за автоматизация Festo подпомага внедряването на иновативни терапии в клиничната практика и прави най-съвременната биотехнология достъпна там, където е необходима. Разполагаме с богат каталог, но разработваме и индивидуални решения за лаборатории, диагностика и биопроцеси: от прецизно дозиране на течности и газове до мащабируеми модулни системи. С помощта на продуктовото ни портфолио, включващо пневматика, електроника, софтуер и ИИ, ние реализираме заедно с клиента перфектното решение за безпроблемна автоматизация.