La tecnología de microfluidos podría revolucionar la medicina en el punto de atención al hacer posible la fabricación barata, 'chips microfluídicos' de plástico del tamaño de una tarjeta desechables capaces de diagnosticar una variedad de condiciones en el lugar a partir de una gota de sangre. Una simple técnica de vinculación podría ayudar a hacer esto realidad.

Esta tecnología ha estado en desarrollo durante muchos años, pero se ha visto obstaculizado por la difícil y costosa tarea de unir las partes de plástico de los chips de manera que se preserve la integridad de los microcanales necesarios para lograr las funciones de diagnóstico.

Ahora, investigadores del Instituto de Tecnología de Fabricación de Singapur (SIMTech) de A * STAR han desarrollado una técnica de unión que supera muchas de las deficiencias de los métodos de unión existentes en colaboración con compañeros de trabajo de la Universidad Tecnológica de Nanyang y la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Seúl.

"Un desafío clave en la comercialización de dispositivos de microfluidos es reducir el costo de fabricación, "explica Gary Sum Huan Ng del equipo SIMTech." El proceso de unión para sellar los microcanales es a menudo el cuello de botella en la fabricación de microfluidos ".

Los dispositivos de microfluidos se componen esencialmente de microcanales grabados en plástico, que dirigen una muestra de biofluido a depósitos de fluidos o sustratos que están activos hacia un analito que puede estar presente en la muestra. Se utilizan muchos métodos para unir las diversas partes de un dispositivo de microfluidos, pero la mayoría son lentos y laboriosos, obstaculizar la producción en masa. Soldadura ultrasónica, que aplica vibraciones de alta frecuencia para crear una soldadura de estado sólido, es prometedor para aumentar la producción porque es rápido, produce un vínculo fuerte, y utiliza equipos automatizados compactos. Sin embargo, la calidad de las uniones producidas por la soldadura ultrasónica es difícil de controlar debido al exceso de fusión y al atrapamiento de burbujas de aire.

Los investigadores han demostrado que intercalar una película compuesta entre las dos piezas de plástico que se van a unir es muy eficaz para prevenir las burbujas de aire y el flujo de la masa fundida durante la soldadura ultrasónica. La clave fue incorporar microesferas termoplásticas en la película compuesta para ayudar a confinar y controlar la fusión.

"Las microesferas termoplásticas, que se dispersan dentro de una matriz de elastómero para formar la película compuesta, actúan como directores de microenergía que se derriten y colapsan cuando se aplica la energía ultrasónica para crear la soldadura, "dice Ng." Los directores ultrasónicos están restringidos por la matriz elastomérica, que previene eficazmente el flujo descontrolado de la masa fundida, así como la generación de burbujas de aire atrapadas. Este método puede superar el problema crítico de la unión en la fabricación masiva de dispositivos microfluídicos ".