Microfluidics: the key to next-generation medical technology
Diffusion-bonded manifolds are used in both CAR-T cell therapy and organ-on-a-chip applications. They are multi-layered polymer distribution plates capable of controlling, dispensing, mixing and sensing liquids. Unlike conventional manifold duct plates, which primarily have passive distribution functions, our manifolds integrate active functions within a very compact footprint. These include optimised mixing channels, media-separating valve technologies with minimal dead volume, and built-in sensors for temperature, flow, pressure, colour, pH‑, etc.
The technical innovation lies in the combination of finely structured, multi-layered microchannels, integrated valve and dispensing components, and directly embedded sensor measurement points. The way the process is designed means that the components are cost-effective to manufacture in series. This results in more compact and reliable systems that are easier to validate and can be used in biotechnology, medical and semiconductor applications.
The diffusion bonded manifolds were nominated for the Hermes Award 2026. The award is one of the world’s most prestigious industrial prizes and is presented annually at the Hannover Messe for outstanding innovations.
Des forces capillaires à la pression sur liquide
Comme dans la nature, les forces capillaires ne suffisent pas à elles seules à acheminer le liquide jusqu'à l'extrémité des feuilles : il ne monte que légèrement au-dessus du niveau. Alors que la nature crée une dépression par évaporation, nous la reproduisons dans cette installation à l'aide d'un vide maîtrisé avec précision. Le liquide est aspiré à travers le bonded manifold. Grâce au système « Pressure-over-Liquid », le circuit est ensuite vidangé, créant ainsi un cycle.
Dosage haute précision
Les fluides sont pompés selon un schéma prédéfini grâce à l'alternance, synchronisée avec précision, de deux vannes résistantes aux fluides, via un diffusion-bonded manifold fabriqué par Festo. Le dosage précis des fluides est décrit.
Manipulation de liquides en laboratoire
96 Les échantillons sont distribués avec précision et rapidité dans une plaque de microtitrage à l'aide d'une tête de distribution à huit canaux. Ensuite, l'un de ces échantillons est divisé en de nombreux petits échantillons à l'aide de la microfluidique. Le processus est contrôlé à l'aide d'un microscope. Ensuite, l'ensemble du système est à nouveau vidangé.
Intégration de capteurs
Festo explique ici comment les structures de canaux du manifold servent à mélanger et à analyser les liquides. Les capteurs de débit et de pression intégrés maintiennent un fonctionnement stable. Le mélange de liquides entraîne un changement de couleur, lequel est détecté par des capteurs optiques. Les bulles d’air, introduites de manière ciblée dans le système, sont détectées puis supprimées automatiquement.
Intégration de vannes pneumatiques
Les distributeurs à diaphragme intégrées au Manifold commandent deux fluides différents qui s'écoulent, par pression sur liquide, vers chacune des lettres du logo Festo. Les distributeurs à diaphragme sont actionnées par un terminal de distributeurs externe, raccordé via une interface pneumatique.
Diffusion Bonded Manifolds : des solutions fluidiques précises qui satisfont aux exigences les plus rigoureuses
Les Diffusion Bonded Manifolds présentent des structures de canaux précises, une connexion sans contamination des couches et une conceptioncompacte. Pour y parvenir, la technologie HADB (High Accuracy Diffusion Bonding), permet de fabriquer des plaques à canaux en acrylique et en ULTEM avec une très grande précision. En associant des vannes à séparation de fluides des séries VYKA, VYKB et VYKC, Festo propose des solutions microfluidiques clés en main.
Festo – Votre partenaire en automatisation pour les sciences de la vie
Grâce à des solutions d'automatisation flexibles, Festo favorise l'application de traitements innovants en milieu clinique et met les biotechnologies de pointe à disposition là où elles sont nécessaires. Nous disposons d'un vaste catalogue de produits et nous développons des solutions sur mesure pour les laboratoires et les applications de diagnostic et de bioprocédés, du dosage précis de liquides et de gaz jusqu'aux systèmes modulaires et évolutifs. Appuyés par nos systèmes pneumatiques, électriques, logiciels et par l'intelligence artificielle, nous mettons en place, en collaboration avec le client, une solution d'automatisation fluide idéale.