Microfluídica: a chave para a tecnologia médica da próxima geração
Tanto no conceito da terapia com células CAR-T quanto na tecnologia de “órgãos-em-chip”, são utilizados Diffusion Bonded Manifolds – placas distribuidoras multicamadas feitas de polímero, que podem controlar, dosar, misturar e monitorar fluidos por meio de sensores. Em comparação com as placas com canais convencionais, que desempenham principalmente funções de distribuição passivas, nossos manifolds integram funções ativas, instalados em um espaço extremamente reduzido: canais de mistura otimizados, tecnologias de válvulas separadas do meio e volume morto minimizado, além de sensores integrados para temperatura, vazão, pressão, coloração, valor de pH, etc.
A inovação técnica consiste na combinação de microcanais multicamadas com estrutura fina, elementos de válvula e dosagem integrados e pontos de medição sensoriais incorporados diretamente. O design do processo permite que essas funcionalidades sejam fabricadas em série de forma econômica. Isso resulta em sistemas mais compactos, confiáveis e fáceis de validar para aplicações em biotecnologia, tecnologia médica e semicondutores.
Por isso, os Diffusion Bonded Manifolds foram indicados ao Prêmio Hermes 2026. O prêmio está entre os mais renomados da indústria mundial e é concedido anualmente a inovações de destaque durante a Hannover Messe.
Das forças capilares à pressão sobre o líquido
Assim como na natureza, as forças capilares por si só não são suficientes para levar o líquido até a ponta da folha – ele sobe apenas um pouco acima do nível. Enquanto, na natureza, a pressão negativa é criada por evaporação, aqui, no objeto em exposição, nós usamos o vácuo controlado com precisão para gerá-la. Com isso, o líquido é arrastado através do Bonded Manifold. Em seguida, com o efeito da pressão sobre o líquido, o sistema é esvaziado – formando-se um ciclo.
Dosagem de alta precisão
Obedecendo a um padrão predefinido, os líquidos são bombeados através de um Diffusion Bonded Manifold, fabricado pela Festo, mediante interação sincronizada com precisão de duas válvulas resistentes a fluidos. Isso demonstra como é possível dosar fluidos com precisão.
Manipulação de líquidos em ambiente laboratorial
96 amostras são dispensadas com precisão e rapidez em uma placa de microtitulação por meio de um cabeçote de dosagem de oito canais. Em seguida, uma delas é dividida em muitas amostras menores por meio de microfluídica. O processo é verificado com um microscópio. Posteriormente, todo o sistema é esvaziado.
Integração de sensores
Aqui, a Festo mostra como as estruturas de canais do manifold são utilizadas para misturar e analisar líquidos. Os sensores de vazão e pressão integrados garantem um funcionamento estável. A mistura de líquidos provoca uma mudança de cor detectada por sensores ópticos. As bolhas de ar injetadas de forma direcionada no sistema são detectadas e removidas automaticamente.
Integração de válvulas pneumáticas
As válvulas pneumáticas de membrana integradas no manifold controlam dois fluidos diferentes, que fluem por meio do princípio “Pressure-over-Liquid” para as letras individuais do logotipo da Festo. Nesse processo, as válvulas de membrana são acionadas por um terminal de válvulas externo, conectado por meio de uma interface de ar comprimido.
Diffusion Bonded Manifolds: soluções fluídicas precisas para as mais altas exigências
Os Diffusion Bonded Manifolds combinam estruturas de canal precisas, uma conexão livre de contaminação das camadas individuais e um design compacto. Isso é possível graças à tecnologia HADB (High Accuracy Diffusion Bonding) aplicada na fabricação altamente precisa das placas com canais de acrílico e ULTEM. Em combinação com as válvulas separadas do meio das séries VYKA, VYKB e VYKC, a Festo pode oferecer soluções microfluídicas de uma única fonte.
Festo – sua parceira em automação para Life Science
Com soluções flexíveis de automação, a Festo apoia a transferência de terapias inovadoras para a prática clínica e disponibiliza a biotecnologia de ponta onde ela é necessária. Contamos com um amplo portfólio de produtos, mas também desenvolvemos soluções personalizadas para laboratórios e aplicações de diagnóstico e bioprocessos: desde a dosagem precisa de líquidos e gases até sistemas modulares e escaláveis. Com o nosso portfólio de produtos, que inclui pneumática, elétrica, software e IA, criamos, em conjunto com o cliente, a solução perfeita de automação integrada.