Fabrico de microdispositivos a laser para aplicações biomédicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Soares, Júlia Cristina Alves
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/14098
Resumo: O corte por laser é uma tecnologia cada vez mais vulgar na indústria, na medida em que o custo dos seus equipamentos tem vindo a descer em simultâneo com o aumento das suas capacidades. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um processo de fabrico de dispositivos microfluídicos baseados utilizando um equipamento laser de CO2 para o estudo e caraterização de escoamentos sanguíneos. Inicialmente efetuaram-se escoamento sanguíneos nos microcanais feitos por litografia suave, usando um hematócrito (Htc) de 1, 2.5, 5, 10 15 e 20 % com caudais de 5, 10, 15 e 20 μl/min, para poder-se efetuar uma análise sobre a influência do Htc na formação da camada livre de células, CLC. O Htc de 5% apresentou uma considerável CLC, sendo escolhido para trabalhar com os canais fabricados a laser proporcionando uma melhor visualização, visto que apresentam dimensões maiores em relação aos canais criados por litografia. Numa primeira fase procurou-se correlacionar alguns parâmetros operativos da máquina a laser, tais como a velocidade de corte (Speed), a potência do feixe (Power) e os pontos por disparo (PPI), de modo a obter-se um rasgo mais limpo e mais perfeito. Os melhores parâmetros foram com o Speed (0.6), Power (1) e PPI (200). Depois, passou-se para a construção da geometria do canal de seção transversal, através do uso do laser, com uma estenose de 75%. A segunda fase do processo de produção do sistema microfluídico em causa envolveu a sua selagem através de dois métodos: com uma película de poliéster colada diretamente no microcanal e através da junção do microcanal com uma lâmina de vidro e com PDMS, que serviu como meio de adesão. De salientar que os melhores resultados relativamente à selagem foram alcançados com a película de poliéster e em termos de visualização, foram obtidos com a selagem através da lâmina de vidro. A terceira etapa englobou a interconexão com o meio externo, através da inserção dos tubos de plásticos na entrada e saída dos microcanais e a as respetivas ligações aos equipamentos para os testes de escoamentos sanguíneos. A visualização do escoamento fez-se utilizando um sistema confocal de microscopia e captaram-se várias imagens dos microcanais, nomeadamente na região da estenose. As imagens foram posteriormente tratadas com o plugin MtrackJ, quantificando a espessura da camada de plasma nas paredes do microcanal.
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O Htc de 5% apresentou uma considerável CLC, sendo escolhido para trabalhar com os canais fabricados a laser proporcionando uma melhor visualização, visto que apresentam dimensões maiores em relação aos canais criados por litografia. Numa primeira fase procurou-se correlacionar alguns parâmetros operativos da máquina a laser, tais como a velocidade de corte (Speed), a potência do feixe (Power) e os pontos por disparo (PPI), de modo a obter-se um rasgo mais limpo e mais perfeito. Os melhores parâmetros foram com o Speed (0.6), Power (1) e PPI (200). Depois, passou-se para a construção da geometria do canal de seção transversal, através do uso do laser, com uma estenose de 75%. A segunda fase do processo de produção do sistema microfluídico em causa envolveu a sua selagem através de dois métodos: com uma película de poliéster colada diretamente no microcanal e através da junção do microcanal com uma lâmina de vidro e com PDMS, que serviu como meio de adesão. De salientar que os melhores resultados relativamente à selagem foram alcançados com a película de poliéster e em termos de visualização, foram obtidos com a selagem através da lâmina de vidro. A terceira etapa englobou a interconexão com o meio externo, através da inserção dos tubos de plásticos na entrada e saída dos microcanais e a as respetivas ligações aos equipamentos para os testes de escoamentos sanguíneos. A visualização do escoamento fez-se utilizando um sistema confocal de microscopia e captaram-se várias imagens dos microcanais, nomeadamente na região da estenose. As imagens foram posteriormente tratadas com o plugin MtrackJ, quantificando a espessura da camada de plasma nas paredes do microcanal.Laser cutting is a technology that is increasingly common in the industry, to the extent that the cost of its equipment has been going down simultaneously with the increase of its capabilities. This paper describes the development of a manufacturing process of fluidic microdevices based on the use of a CO2 laser equipment for the study and characterization of blood flows. Initially the office blood flows in microchannels made by soft lithography, using Htc of 1, 2.5, 5, 10, 15 and with flow rates of 5, 10, 15 and 20 μl/min, in order to a review on the influence of Htc in the formation of the CLC. The Htc of 5% presented a considerable CLC, being chosen to work with the laser-produced channels providing a better view, since present bigger than those made by lithography. Initially sought to correlate some machine operating parameters, such as laser cutting speed (Speed), the beam power (Power) and points by shooting (PPI), in order to obtain a cleaner and more perfect. The best parameters were with the Speed (0.6), Power (1) and PPI (200). Later, it moved to the building of the canal geometry of the channel cross-section that featured a 75% stenosis. The second phase of the production process of the microfluidic system in question involved the sealing of this through two experiments: with a polyester film and placed directly into the microchannel and across the junction of microchannel with a sheet of glass and with PDMS, which served as a means of accession. It should be noted that the best sealing results were achieved with the polyester pellet and in terms of visualization were obtained by sealing through the glass slide. The third step involved the interconnection with the external environment, through the insertion of plastic pipes in input and output of the microchannels and the respective links to equipment for testing of blood flows. The visualization of the flow was using a microscopy system and captured several images of the microchannels, in particular before, in the stenosis region and after that. The images were subsequently treated with the MtrackJ plugin, quantifying the thickness of the plasma layer microchannel walls.Rocha, JoãoGarcia, ValdemarBiblioteca Digital do IPBSoares, Júlia Cristina Alves2017-03-07T10:36:38Z201620162016-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10198/14098TID:201784300porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-21T10:33:11Zoai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/14098Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T23:04:01.279344Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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