Microfluidica: cheia tehnologiei medicale de nouă generație
Atât în conceptul terapiei cu celule CAR-T, cât și în cel al tehnologiei „Organs-on-a-Chip” se utilizează insule de ventile realizate prin lipire prin difuzie – plăci de distribuție din material plastic multistrat‑care pot controla, doza, amesteca și detecta lichidele prin senzori. În comparație cu plăcile de canalizare convenționale, care îndeplinesc în principal funcții de distribuție pasivă, colectoarele noastre integrează funcții active într-un spațiu de instalare extrem de redus: canale de amestec optimizate, tehnologii de ventile cu separare a mediilor cu volum mort minimizat și senzori integrați pentru temperatură, debit, presiune, culoare, pH‑etc.
Inovația tehnică constă în combinarea microcanalelor multistrat cu structură fină, a elementelor integrate de supapă și dozare, precum și a punctelor de măsurare senzoriale încorporate direct. Proiectarea procesului permite fabricarea în serie a acestor funcționalități în condiții rentabile. Astfel se obțin sisteme mai compacte, mai fiabile și mai ușor de validat pentru biotehnologie, tehnologia medicală și aplicațiile cu semiconductori.
Pentru aceasta, diffusion-bonded manifolds au fost nominalizate la Premiul Hermes 2026 . Premiul se numără printre cele mai renumite distincții din domeniul industrial la nivel mondial și este acordat anual în cadrul Târgului de la Hanovra pentru inovații remarcabile.
De la forțele capilare la presiunea asupra lichidului
La fel ca în natură, forțele capilare nu sunt suficiente pentru a transporta lichidul până la vârful frunzelor – acesta se ridică doar puțin peste nivel. În timp ce natura creează o presiune negativă prin evaporare, în cadrul exponatului obținem acest efect prin intermediul unui vid reglat cu precizie. Acesta aspiră lichidul prin colectorul lipit. Cu ajutorul sistemului Pressure-over-Liquid, sistemul este apoi golit din nou – astfel se creează un circuit.
Dozare de înaltă precizie
Lichidele sunt pompate conform unui model prestabilit, printr-o interacțiune sincronizată cu precizie a două supape rezistente la medii, prin diffusion-bonded manifold de către Festo. Astfel se demonstrează modul în care fluidele pot fi dozate cu precizie.
Manipularea lichidelor în mediul de laborator
96 de probe sunt distribuite cu precizie și rapiditate într-o placă de microtitrare cu ajutorul unui cap de dozare cu opt canale. Ulterior, una dintre aceste probe este divizată în numeroase probe mici prin intermediul tehnologiei microfluidice. Procesul este verificat cu ajutorul unui microscop. După aceea, întregul sistem este golit din nou.
Integrarea senzorilor
Aici, Festo arată cum sunt utilizate structurile canalelor colectorului pentru amestecarea și analizarea lichidelor. Datorită senzorilor integrați de debit și presiune, funcționarea este stabilă. Amestecarea lichidelor determină o schimbare de culoare, care este detectată de senzori optici. Bulele de aer injectate în mod selectiv în sistem sunt detectate și eliminate automat.
Integrarea ventilelor pneumatice
Ventilele pneumatice cu membrană integrate în colector controlează două medii diferite, care curg prin sistemul „pressure-over-liquid” către fiecare literă a logo-ului Festo. În acest caz, valvele cu membrană sunt acționate de o insulă de ventile externă, conectată printr-o interfață de aer comprimat.
Diffusion-bonded manifolds: soluții fluidice precise pentru cele mai înalte standarde
Diffusion bonded manifolds combina structuri precise ale canalelor, o conexiune fara contaminare a straturilor individuale si un design compact. Acest lucru este posibil datorita tehnologiei HADB (High Accuracy Diffusion Bonding), cu ajutorul careia placile cu canal din acrilic si placile ULTEM sunt fabricate cu cea mai mare precizie. În combinație cu ventilele cu separare a mediilor din seriile VYKA, VYKB și VYKC, Festo poate astfel oferi soluții microfluidice dintr-o singură sursă.
Festo – Partenerul dumneavoastră în automatizare pentru domeniul științelor vieții
Prin soluții flexibile de automatizare, Festo sprijină transpunerea terapiilor inovatoare în practica clinică și pune la dispoziție cea mai modernă biotehnologie acolo unde este nevoie de ea. Dispunem de un portofoliu extins de produse din catalog, dar dezvoltăm și soluții personalizate pentru laboratoare, aplicații de diagnosticare și bioprocesare: de la dozarea precisă a lichidelor și gazelor până la sisteme modulare scalabile. Cu ajutorul portofoliului nostru de produse din domeniile pneumaticii, electricii, software-ului și inteligenței artificiale, realizăm împreună cu clientul soluția perfectă de automatizare fără întreruperi.