微流控芯片（Microfluidic Chips）作為集成化的微尺度流體操控平臺(tái)，近年來在生命科學(xué)、藥物篩選、疾病診斷、環(huán)境分析等領(lǐng)域展現(xiàn)出的技術(shù)潛力。其基本原理是在芯片內(nèi)構(gòu)建微米級(jí)別的封閉通道與反應(yīng)單元，通過外部控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液體在微腔中流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高通量、低損耗、多參數(shù)耦合的實(shí)驗(yàn)功能，素有“實(shí)驗(yàn)室芯片"之稱。

微流控芯片的核心在于其復(fù)雜流體路徑的空間構(gòu)建能力。當(dāng)前主要制造方法有軟光刻、微銑削、模壓成型等，雖然在某些場景中已實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，但在復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高精度成型、功能集成等面臨制造難題。

一、摩方精密微流控3D打印技術(shù)優(yōu)勢

摩方精密微流控芯片3D打印，采用面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)和數(shù)字微流控芯片，具備2-25微米光學(xué)精度加工能力，支持光敏樹脂、透明樹脂、水凝膠、PDMS等材料。微納3D打印通過對(duì)結(jié)構(gòu)尺度的精準(zhǔn)掌控、對(duì)材料體系的多樣支持、對(duì)功能集成的系統(tǒng)重構(gòu)，為高通量微流控芯片制造提供一體化解決方案。

摩方精密PDMS翻模制備高精度微流控芯片結(jié)構(gòu)

二、摩方精密微流控3D打印應(yīng)用案例

1. 應(yīng)用突破一：集成化類器官芯片

在免疫學(xué)、腫瘤學(xué)與干細(xì)胞研究中，單細(xì)胞分析技術(shù)逐漸成為關(guān)鍵突破口。目前用于研究腫瘤轉(zhuǎn)移的器官芯片大多仍采用傳統(tǒng)的腫瘤細(xì)胞系構(gòu)建模型，由于傳統(tǒng)的腫瘤細(xì)胞系與患者來源的腫瘤細(xì)胞存在較大差異，因此難以重建真實(shí)的腫瘤轉(zhuǎn)移過程，使得現(xiàn)有方法無法滿足臨床上的應(yīng)用需求。

來自中南大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，提供了一種用于評(píng)估腫瘤轉(zhuǎn)移性的腫瘤類器官芯片，集成了仿生的Transwell腔室，能夠高效模擬腫瘤轉(zhuǎn)移的過程。實(shí)驗(yàn)中使用高精度3D打印技術(shù)（摩方精密nanoArch® S140，精度：10μm）制作了芯片腔室的六邊形支架，并使用激光切割技術(shù)制造了芯片主體，最終裝配成了集成Transwell單元的仿生腫瘤類器官芯片。

2. 應(yīng)用突破二：器官芯片與仿生環(huán)境模擬

器官芯片（Organ-on-a-chip）是一種模擬真實(shí)器官生理功能的微系統(tǒng)平臺(tái)，被廣泛用于藥物毒性測試、疾病建模與個(gè)性化藥物篩選。

摩方打印平臺(tái)支持多層交錯(cuò)通道的構(gòu)建，可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞與營養(yǎng)液的雙向流動(dòng)控制，同時(shí)可內(nèi)嵌微結(jié)構(gòu)支架，為細(xì)胞生長提供三維支撐。比如在肝臟芯片中打印包含血管通道、肝細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)與代謝物檢測區(qū)的完整系統(tǒng)，成功模擬出藥物代謝全過程。

3. 應(yīng)用突破三：載藥微球制劑

高通量、高均勻度載藥微球制備的微流控芯片，將彌補(bǔ)我國在載藥微球高精度制備領(lǐng)域長期存在的技術(shù)短板，為微納制造與生物醫(yī)學(xué)工程的交叉領(lǐng)域開辟了全新的技術(shù)路徑。

采用摩方精密高精度3D打印技術(shù)，北大南昌院成功研制出用于制備載藥微球的高通量微流控芯片，相較于傳統(tǒng)微流控制備方法，通過高精密增材制造工藝有效解決了通量受限、粒徑分布不均、生產(chǎn)成本高及制備效率低等技術(shù)難題，大大提升了藥物控釋的精準(zhǔn)度。

當(dāng)然，為了服務(wù)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域用戶，摩方精密構(gòu)建了完整的微流控芯片3D打印生態(tài)系統(tǒng)。在技術(shù)與設(shè)備方面，高精度微納3D打印系統(tǒng)面向科研開發(fā)與中試驗(yàn)證。在專用生物材料體系，自研生物兼容性樹脂，并與素靈科技合作推出高透明水凝膠材料。在工藝開發(fā)與配套服務(wù)，涵蓋芯片結(jié)構(gòu)打印、PDMS翻模等關(guān)鍵步驟。在行業(yè)技術(shù)合作與生態(tài)建設(shè)方面，聯(lián)合高校實(shí)驗(yàn)室、生物醫(yī)藥企業(yè)廠商推動(dòng)應(yīng)用共創(chuàng)。