La technologie de la microfluidique pourrait révolutionner la médecine au point de service en permettant de fabriquer des produits bon marché, des « puces microfluidiques » en plastique jetables de la taille d'une carte capables de diagnostiquer une gamme de conditions sur place à partir d'une goutte de sang. Une simple technique de collage pourrait aider à en faire une réalité.

Cette technologie est en développement depuis de nombreuses années, mais a été entravé par la tâche difficile et coûteuse de coller les parties en plastique des puces d'une manière qui préserve l'intégrité des microcanaux nécessaires pour réaliser les fonctions de diagnostic.

Aujourd'hui, une technique de liaison qui surmonte de nombreuses lacunes des méthodes de liaison existantes a été développée par des chercheurs du Singapore Institute of Manufacturing Technology (SIMTech) d'A*STAR en collaboration avec des collègues de l'Université technologique de Nanyang et de l'Université nationale des sciences et technologies de Séoul.

« Un enjeu clé dans la commercialisation des dispositifs microfluidiques est de réduire le coût de fabrication, " explique Gary Sum Huan Ng de l'équipe SIMTech. " Le processus de collage pour sceller les microcanaux est souvent le goulot d'étranglement dans la fabrication de microfluidique. "

Les dispositifs microfluidiques sont essentiellement constitués de microcanaux gravés dans du plastique, qui acheminent un échantillon de biofluide vers des réservoirs de fluides ou de substrats actifs vis-à-vis d'un analyte qui peut être présent dans l'échantillon. De nombreuses méthodes sont utilisées pour lier les différentes parties d'un dispositif microfluidique entre elles, mais la plupart sont lents et laborieux, entraver la production de masse. Soudage par ultrasons, qui applique des vibrations à haute fréquence pour créer une soudure à l'état solide, est prometteur pour augmenter la production car c'est rapide, crée un lien fort, et utilise un équipement automatisé compact. Cependant, la qualité des liaisons produites par soudage par ultrasons est difficile à contrôler en raison d'une fusion excessive et du piégeage de bulles d'air.

Les chercheurs ont montré que la prise en sandwich d'un film composite entre les deux pièces en plastique à coller est très efficace pour éviter les bulles d'air et la fusion lors du soudage par ultrasons. La clé était d'incorporer des microsphères thermoplastiques dans le film composite pour aider à confiner et contrôler la fusion.

« Les microsphères thermoplastiques, qui sont dispersés au sein d'une matrice élastomère pour former le film composite, agissent comme des micro-directeurs d'énergie qui fondent et s'effondrent lorsque l'énergie ultrasonore est appliquée pour créer la soudure, " dit Ng. " Les directeurs d'ultrasons sont retenus par la matrice élastomère, qui empêche efficacement un écoulement de matière fondue incontrôlé ainsi que la génération de bulles d'air emprisonnées. Cette méthode peut surmonter le problème critique de liaison dans la fabrication en série de dispositifs microfluidiques. »