Un team di ricercatori presso il MIT ha sviluppato una tecnica innovativa utilizzando la stampa 3D per produrre dispositivi microfluidici che possono riscaldarsi autonomamente. Questa tecnologia promettente apre la strada a strumenti economici e altamente precisi per la rilevazione di diverse malattie.
I dispositivi microfluidici sono macchine in miniatura che consentono la manipolazione dei fluidi e agevolano le reazioni chimiche. Questi dispositivi sono ampiamente utilizzati per il rilevamento di malattie in campioni di sangue o fluidi, come dimostrato dai kit di test Covid-19 a domicilio.
Tuttavia, molte di queste applicazioni richiedono reazioni chimiche a temperature specifiche, il che ha portato a dispositivi più complessi dotati di elementi riscaldanti costituiti da materiali costosi come l’oro o il platino.
Il team di ricerca del MIT ha superato questo ostacolo utilizzando la stampa 3D multimateriale per creare dispositivi microfluidici che incorporano elementi riscaldanti, il tutto in un singolo processo di produzione ritenuto economico. Questi dispositivi possono riscaldare il fluido a una temperatura specifica mentre scorre attraverso microcanali all’interno del dispositivo.
Un aspetto significativo di questa tecnica è la sua flessibilità, poiché gli ingegneri possono personalizzare il dispositivo in base alle esigenze specifiche, regolando la temperatura o il profilo di riscaldamento in aree specifiche. Il costo di produzione di un dispositivo microfluidico pronto all’uso utilizzando questa tecnica è di circa 2 dollari in materiali.
Questa innovazione potrebbe risultare particolarmente vantaggiosa per le aree remote dei paesi in via di sviluppo, dove le costose attrezzature di laboratorio sono spesso difficili da ottenere. La tecnologia può essere implementata in modo efficiente e a basso costo, contribuendo a democratizzare l’accesso alle procedure diagnostiche.
Luis Fernando Velásquez-García, uno dei principali scienziati dei Microsystems Technology Laboratories (MTL) del MIT, ha sottolineato che questa tecnologia rappresenta un passo avanti significativo nella produzione di dispositivi microfluidici autoriscaldanti. Il processo di stampa 3D multimateriale consente di creare dispositivi in un’unica fase, senza bisogno di assemblaggio successivo.
Il team di ricerca ha utilizzato due materiali principali, l’acido polilattico (PLA) e una versione modificata di PLA che diventa conduttiva grazie a nanoparticelle incorporate nel polimero. Questa innovazione ha permesso di superare le limitazioni del PLA, che tende a degradarsi a temperature superiori a 50 gradi Celsius, limitando alcune applicazioni chimiche. Tuttavia, il team prevede di affrontare questa sfida futuramente incorporando un terzo materiale per il rilevamento della temperatura.
Un obiettivo futuro del team è anche quello di stampare magneti direttamente nei dispositivi microfluidici, aprendo nuove possibilità per reazioni chimiche che richiedono l’orientamento delle particelle. Questa ricerca continua a spingere i confini della produzione di dispositivi microfluidici avanzati.
