3Dプリントマイクロ流路コンポーネント

マイクロ流路工学は微量流体の精密な制御を可能にし、生物医学研究、創薬、材料科学のアプリケーションを支えています。医療およびバイオファブリケーションの文脈では、マイクロ流路工学はラボオンチップおよびオルガンオンチッププラットフォーム、さらには流体ダイナミクスと細胞-材料相互作用の精密な制御が重要なポイントオブケア診断の中心的役割を担っています。

多くのマイクロ流路デバイスは平面または多層プロセスで作製されますが、3Dフロー操作、チャネル内混合素子、統合マイクロオプティクス、設計された細胞マイクロ環境などの高度な機能には、高い表面品質と正確な空間配置を持つ複雑な3Dジオメトリが必要です。従来の手法でこのレベルの複雑さを実現することは技術的に困難で制約が多くなります。
 

NanoscribeのTwo-Photon Polymerization（2PP）技術はこれらの制限を克服します。サブミクロン精度、優れた表面品質、マイクロ流路チャネル内または既製基板上への直接アライメント3Dプリンティングにより、2PPは機能性3Dマイクロ構造のシームレスな統合を可能にし、次世代マイクロ流路デバイスの新たな設計の可能性を広げます。

平面マイクロ流路デザインを超える3Dマイクロプリンティング 

NanoscribeのQuantum Xシステムは、新しい機能性3Dジオメトリを持つ複雑なマイクロ流路コンポーネントおよびシステムの作製を可能にします。Nanoscribe独自のDip-in Laser Lithography（DiLL）と自動アライメントを組み合わせることで、マイクロノズル、マイクロバルブ、マイクロミキサー、光流体素子、細胞外マイクロ環境など、深くて狭いマイクロ流路チャネル内部にも機能性3Dマイクロ構造を作製できます。

Two-Photon Grayscale Lithography（2GL®）による3Dプリンティングにより、精密なフロー制御のための滑らかな形状から細胞接着を向上させる定義された粗さレベルまで、精密に制御された表面特性を持つマイクロ流路構造を作製できます。

Quantum Xシステムのアプリケーション固有の利点の詳細： 

• 品質を損なわない高スループット：2GL®がナノからスケールからメゾスケールにわたって高品質な3Dオブジェクトの高速プリンティングを実現。高アスペクト比素子、マイクロノズル、マイクロバルブ、繊細なラティス構造に対応。

• 自動アライメント：高精度アライメントにより、フィデューシャルを基準としてプリパターン基板への直接プリントや、市販/カスタムのマイクロ流路チップおよびウェル内へのプリントが可能。

• ソフトウェアサポートのアライメントワークフロー：nanoPrintXがアライメントルーティンとプリントオブジェクトのツリー状の整理を提供。グラフィカルユーザーインターフェース（GUI）が構造配置を可視化し、複雑なプリントプロジェクトの効率的な準備を実現。

• 広範な力学特性レンジ：Nanoscribeのフォトレジストはヤング率がMPaからGPaにわたり、ソフトな弾性構造と硬いマイクロフィーチャの両方に対応。

• 深いチャネル内への3Dプリント：Dip-in Laser Lithographyにより、サブミクロン精度で300 µm超、マイクロメートル精度で2 mm超のワーキングディスタンスで、深くて狭いマイクロ流路チャネル内に複雑な3Dジオメトリを作製可能。

• 造形自在な表面形状：Nanoscribeの特許取得済み2GL®技術により、4,000以上のグレーレベルを使用して、非常に滑らかな仕上げから機能性テクスチャまで、プリント中に直接表面構造化が可能。

• マイクロ流路テンプレート作製：3Dプリントされたポリマー構造をPDMSモールディングや電気めっきのマスタとして使用でき、マイクロ流路デバイスの迅速な試作・機能検証・スケーラブルな複製をサポート。