Diseño y fabricación de una plataforma para la obtención de microcápsulas de aplicación biológica

CLAUDIO BERLI; CINTIA NOTCOVICH; CLAUDIO FERRARI, MAGALÍ MERCURI, ROXANA LEGUIZAMON, KARINA PIERPAULI

San Miguel de Tucumán

Workshop; III Reunión de Microfluídica Argentina; 2016

Universidad Nacional de Tucumán

En los últimos años han crecido sostenidamente las aplicaciones científicas y tecnológicas asociadas a la microfluídica. Una aplicación sumamente versátil que ofrece esta disciplina es la generación de microgotas monodispersas. Básicamente, mediante una red de microanales en forma de T, se hacen coincidir dos fluidos inmiscibles para generar una fase dispersa suspendida en una fase continua. Con el objetivo de generar una plataforma de generación de microgotas, se trabajó en el diseño, fabricación y caracterización de dispositivos microfluídicos. Mediante la selección adecuada de los medios y condiciones de trabajo estas microgotas pueden ser polimerizadas dando lugar a la formación de microcápsulas de consistencia tipo gel. Microcápsulas de estas características permiten una gran variedad de aplicaciones como vehículos o para la liberación controlada de compuestos de interés biológico El dispositivo consta de dimensiones para operar en el régimen de bajos números Capilares (Ca), en el cual se generan gotas cuyo tamaño queda únicamente determinado por la relación de caudales de los fluidos, siendo independiente de las viscosidades y tensión interfacial entre ellos. El mismo fue fabricado en PDMS/vidrio, en la Sala Limpia del Centro Atómico Constituyentes. Se realizó el molde con el patrón de los canales mediante fotolitografía de SU-8 3050 sobre una oblea de 4 pulgadas de Silicio SSP (001). Una vez transferidos los mismos al PDMS, las superficies de PDMS y vidrio se activaron utilizando la técnica de plasma de microondas en presencia de O2 a fin de unirlas irreversiblemente. De esta manera se obtuvo un dispositivo con tres reservorios y tres microcanales que fue caracterizado estructuralmente por perfilometría óptica y técnicas de microscopía óptica y electrónica. Por último, se logró un acople sólido entre el dispositivo y el sistema de inyección de fluidos mediante la inserción de conectores que permiten el acople de tubos de OD 1/16?. A fin de caracterizar el pasaje de los fluidos en el interior del dispositivo se diseñó y fabricó mediante impresora 3D distintas piezas que componen una plataforma para la observación al microscopio de los fluidos circulantes por los microcanales. Mediante el dispositivo descripto se obtuvieron microgotas monodispersas de agua en aceite, de 400 um de diámetro que fueron estabilizadas mediante la incorporación de un surfactante (tween20) a fin de evitar la coalescencia de las mismas en el reservorio de salida. A continuación, se trabajó con una solución de alginato de Sodio como fase dispersa, y se realizó la polimerización fuera del dispositivo. En trabajo futuro se propone estudiar la viabilidad de estos sistemas para distintas aplicaciones biológicas.