Técnica de fabricación mecánica de biorreactores

El fresado con control numérico por computadora (CNC) y la microperforación pueden crear orificios de hasta 100 μm, mientras que las funciones se pueden hacer con bolas, cuadrados, taladros y fresas con asiento de llave de varios tamaños. El fresado y la perforación dejan una superficie rugosa, que se puede alisar puliendo con vapor de cloruro de metileno o con un tratamiento de superficie asistido por láser. El precalentamiento seguido de la fusión de la superficie hasta 50 μm de profundidad con un láser de CO2 desenfocado proporciona superficies extremadamente lisas, eliminando la aspereza mecánica del proceso de fresado.

Con tubos, férulas, tuercas y filtros listos para usar, es posible establecer un sistema microfluídico relativamente barato. Los componentes disponibles en el mercado, como los tubos, están disponibles con diámetros de hasta 50 μm. Al utilizar otros componentes, como uniones, uniones en T y filtros, se pueden diseñar sistemas microfluídicos. Incluso se podrían incorporar válvulas solenoides para controlar las direcciones del flujo, creando así un sistema más complejo. Un sistema de fontanería a macroescala sería la analogía.

De esta manera, mediante el uso de piezas de Delrin de dos micromecanizados con un diámetro de canal de 150 μm, se conectaron entre sí mediante tubos de teflón de 50 μm de diámetro, cubiertos con filtros con un tamaño de poro de 2 μm para poder cargar ADN cuentas funcionalizadas de cadena sencilla, se han realizado experimentos de hibridación de ADN, mientras que el evento se registró usando un tinte intercalante y un microscopio de fluorescencia estándar. Otro ejemplo es el uso de un tubo de PTFE de 500 μm de diámetro interno para realizar una proteólisis rápida para el análisis proteómico.

Mecanizado por láser

Con la reducción en los precios del mecanizado por láser, este podría ser otro método viable para biorreactores de laboratorios más pequeños. Dependiendo de la calidad del láser, se pueden procesar submicrones y cualquier material. Las cortadoras láser estándar que utilizan un láser infrarrojo solo pueden cortar una cantidad limitada de materiales, como papel, plástico, madera y cuero. En general, los materiales que no conducen muy bien el calor no pueden usarse, como el vidrio. El plástico, o PMMA (conocido como acrílico), es un buen candidato para microfluídicos y especialmente BRoC, ya que a veces tienen una cámara de reactor en el rango de milímetros. Sin embargo, para la mayoría de las cortadoras láser comerciales, el canal más pequeño que se puede hacer puede tener solo alrededor de 400 μm de ancho. Al usar un enfocador de haz opcional, podrían ser posibles características ligeramente más pequeñas, ya que esto reduce el tamaño del punto.

Para fabricar características más pequeñas en una gama más amplia de materiales, se necesitan otros tipos de láser, como un láser excimer o un láser de femtosegundo. La desventaja es que estos láseres son bastante caros.

Capas delgadas de metal

Cuando se desea fabricar sensores o calentadores en chip, se necesita un equipo que pueda depositar capas finas de metal (generalmente Au, Pt, Ti, Cr) en las superficies. Hay dos tipos de métodos: pulverización catódica y evaporación. La diferencia es la forma en que se calienta el metal. Algunos ejemplos son la epitaxia por haz molecular inducida por plasma (PIMBE) y la deposición química de vapor de metal orgánico (MOCVD).

Materiales de fabricación

El material del que está fabricado el microbioreactor influirá en sus funciones. Para realizar estas ciertas funciones significará que se debe prestar atención al material y las propiedades, como los materiales duros frente a los blandos, o las propiedades de transparencia o termo del material. Los siguientes son algunos ejemplos de materiales utilizados en dispositivos microfluídicos. Los materiales se pueden usar solos, o se puede usar una combinación de estos materiales, para formar estructuras híbridas, como intercalar un material blando entre dos duros o combinar materiales para aumentar la permeabilidad o elasticidad en ciertas regiones.

Materiales inorgánicos

Antes de que se popularizara la microfluídica, ya se usaba ampliamente, por ejemplo, el vidrio y el cuarzo se usaban para capilares para cromatografía de gases y electroforesis capilar (CE), mientras que los reactores de flujo se micromacanaron en metal. La tecnología de microfabricación desarrollada en la industria de semiconductores significó que la primera generación de dispositivos microfluídicos se fabricara en sílice o vidrio. El vidrio es ópticamente transparente y actúa como un aislante eléctrico, mientras que la sílice es transparente a la luz infrarroja, mientras que ambos son resistentes a los solventes y biocompatibles. Un problema es el alto costo de fabricación de cada chip y otro es el uso de productos químicos peligrosos, como el HF. Estos materiales no son realmente adecuados para cultivos celulares a largo plazo, ya que ni el vidrio ni el silicio son permeables a los gases.

Elastómeros y Plásticos

Existe una gran variedad de polímeros diferentes con propiedades específicas. Los polímeros son de fácil acceso y relativamente baratos y, por lo tanto, el material preferido para dispositivos microfluídicos. Los polímeros se pueden clasificar en tres grupos: elastómeros, termoestables y termoplásticos.