Mikrofluidika: klíč k lékařské technice příští generace
Jak v koncepci terapie buňkami CAR-T, tak i v oblasti technologie „organs-on-a-chip“ se využívají Diffusion Bonded Manifolds – difúzně vrstvená integrační technika, která dokáže řídit, dávkovat, míchat a pomocí čidel snímat pohyb tekutin. Na rozdíl od běžných desek s kanálky, které plní převážně pasivní rozvodné funkce, Bonded Manifolds integrují aktivní funkce na minimálním prostoru: optimalizované směšovací kanály, technologie ventilů s oddělením média a minimálním mrtvým objemem a zabudovaná čidla pro měření teploty, průtoku, tlaku, barvy, pH atd.
Technickou novinkou je kombinace jemně strukturovaných, vícevrstvých mikrokanálů s integrovanými ventily a dávkovacími prvky a přímo zabudovanými měřicími body s čidly. Technologie procesu je určena pro ekonomickou sériovou výrobu integrační techniky s výše zmíněnými funkcemi. Systémy jsou kompaktnější, spolehlivější a snáze se validují. Určeny jsou především pro biotechnologické, lékařské a polovodičové aplikace.
Diffusion Bonded Manifolds byly nominovány na cenu Hermes Award 2026. Tato cena patří k nejprestižnějším průmyslovým oceněním na světě a každoročně se uděluje v rámci veletrhu v Hannoveru za výjimečné inovace.
Od kapilárních sil k Pressure-over-Liquid - tlaku nad hladinou
Stejně jako v přírodě nestačí samotné kapilární síly k tomu, aby tekutina stoupala až na samý konec listu – stoupá jen mírně nad hladinu. Zatímco příroda vytváří podtlak odpařováním, v této expozici jej zajišťujeme pomocí přesně regulovaného podtlaku. Tekutiny se nasávají prostřednictvím Bonded Manifold. Působením Pressure-over-Liquid, tedy tlaku nad hladinou, se pak systém vyprázdní – vzniká uzavřený cyklus.
Velmi přesné dávkování
Tekutiny se přes Diffusion Bonded Manifold čerpají podle předem stanoveného průběhu prostřednictvím přesně synchronizované spolupráce dvou ventilů odolných médiu. Jde o ukázku, jak lze přesně dávkovat tekutiny.
Manipulace s tekutinami v laboratorním prostředí
96 vzorků se pomocí osmikanálové dávkovací hlavy precizně a rychle nanáší na mikrotitrační destičku . Následně se jeden z těchto vzorků pomocí mikrofluidiky rozdělí na mnoho malých vzorků. Proces se kontroluje pod mikroskopem. Poté se celý systém opět vyprázdní.
Integrace čidel
Tady vidíte, jak lze kanálové struktury integrační techniky využít k míchání a analýze kapalin. Provoz je stabilní díky integrovaným snímačům průtoku a tlaku. Smícháním kapalin dochází ke změně barvy, kterou detekují optická čidla. Vzduchové bubliny, které byly do systému záměrně vstřikovány, jsou detekovány a automaticky odstraněny.
Integrace pneumatických ventilů
Pneumatické membránové ventily zabudované do desky řídí průtok dvou různých médií, která proudí pomocí principu „tlak nad hladinou tekutiny“ k jednotlivým písmenům loga Festo. Membránové ventily jsou přitom ovládány externím ventilovým terminálem, který je připojen prostřednictvím rozhraní pro stlačený vzduch.
Diffusion Bonded Manifolds: přesná fluidní řešení splňující nejvyšší nároky
Diffusion Bonded Manifolds kombinují přesnou strukturu kanálů, spojení jednotlivých vrstev bez kontaminace a kompaktní konstrukci. Slouží k tomu technologie HADB (High Accuracy Diffusion Bonding), s níž jsou desky s kanálky z akrylátu a materiálu Ultem vyráběny s nejvyšší přesností. V kombinaci s ventily s oddělením média řady VYKA, VYKB a VYKC se jedná o kompletní mikrofluidní řešení.
Festo – Váš partner v oblasti automatizace pro Life Sciences
S přizpůsobivou automatizací pomáháme se zaváděním inovativních léčebných postupů do klinické praxe a zpřístupňujeme nejmodernější biotechnologie tam, kde jsou potřebné. Dodáváme rozsáhlé portfólio z katalogu, ale vyvíjíme také řešení na míru pro laboratoře, diagnostiku a biotechnologické procesy: od přesného dávkování kapalin a plynů až po modulární systémy, které lze uvést do sériové výroby. S pomocí sortimentu výrobků v oblasti pneumatiky, elektrotechniky, softwaru a AI realizujeme společně se zákazníky dokonalá řešení pro hladkou automatizaci.