微流控芯片(MicrofluidicChip)是把生物、化學、醫(yī)學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上。由于它在生物、化學、醫(yī)學等領(lǐng)域的巨大潛力，已經(jīng)發(fā)展成為一個生物、化學、醫(yī)學、流體、電子、材料、機械等學科交叉的嶄新研究領(lǐng)域，又稱為微全分析系統(tǒng)、微流體芯片等?；贛EMS工藝的微制造技術(shù)在微流控芯片中獲得了廣泛的應用，但隨著時間的發(fā)展現(xiàn)有的微流控制造方法也慢慢暴露了很多缺點。主要體現(xiàn)在維度限制（制造三維微流控芯片比較困難）及小批量制造的成本居高不下。因而隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，采用3D打印制造微流控芯片越來越可行與方便。

1.熔融沉積（FDM）3D打印方式的微流控芯片制造

擠出成型3D打印方法中，F(xiàn)DM打印技術(shù)目前應用最為普遍，成本也最為低廉，售價通常在3000RMB-1000RMB，故而常被稱為桌面式3D打印機。如能使用FDM打印機很好的解決微流控芯片的制造問題，無疑非常實用、非常方便。當然FDM桌面式3D打印機的缺點是精度不高，直接用來打印芯片通常會出現(xiàn)泄漏等問題，使用合適的打印材料，可以部分的避免這個問題。另一個方法是使用FDM打印打印模具，如覺得模具精度不高，可進行二次拋光，用作快速制造微流控芯片還是比較方便的，需要聲明的是，該方法制造芯片的精度大概在幾百微米之間。

基于FDM工藝打印的微流控芯片

2.光固化3D打印方式的微流控芯片制造

光固化3D打印方式中SLA價格比較貴，不夠親民。而DLP工藝近幾年發(fā)展迅速，有普及的趨勢，目前價格也就在1萬RMB-5萬RMB左右，精度也可控制在幾十微米。個人覺得DLP工藝的3D打印機比較適合于微流控芯片制造，當然光固化樹脂的一些特性可能會限制光固化打印微流控芯片的部分應用，而這也是研究人員可以努力的方向哈?；贒LP工藝，透明的微流控芯片、內(nèi)置的3D流道相對容易制造出來，具體的部分技術(shù)細節(jié)還需進一步探索。

基于光固化工藝制造的微流控芯片

3.選擇性激光燒結(jié)3D打印方式的微流控芯片制造

由于該方式主要燒結(jié)金屬材料，價格較貴，在微流控中報道不多，主要見于微反應器的報道。用于燃料電池的制氫微反應器可考慮使用這個工藝制造。

4.基于噴墨3D打印方式的微流控芯片制造

噴墨3D打印有兩類成型方式，一類是通過噴射粘結(jié)劑粘附顆粒實現(xiàn)3D結(jié)構(gòu)制造，這個工藝中液體滲漏是一個問題，個人認為不太適合于芯片制造。另一類是噴射光固化液滴，利用UV光固化，這個制造方式接近于前述的光固化工藝，但由于多噴頭的作用使得彩色3D結(jié)構(gòu)的打印不再是難題。該工藝制造微流控芯片同樣有不少報道，理論上將可基于該工藝實現(xiàn)芯片上一些抗體、反應物等的同時打印，我們期待后續(xù)會出現(xiàn)這方面的報道。

基于噴墨光固化的微流控芯片3D打印

5.疊層制造3D打印方式的微流控芯片制造

疊層制造原來是指將切好截面的紙張疊加起來實現(xiàn)3D結(jié)構(gòu)的制造，基于該原理可手工制造出芯片的每部分，然后將其疊加起來。個人覺得如果是手工制作，歸類于3D打印有點勉強。不過目前的有一種融合了基于切紙的疊層制造及噴墨打印工藝的3D打印機有望在3D紙芯片的制造中獲得應用，理論上講使用噴墨打印頭可方便的在紙上沉積各種試劑、而切紙工藝可方便的制造三維紙芯片結(jié)構(gòu)，期待后續(xù)會有這方面的報道。

6.雙光子聚合3D打印方式的微流控芯片制造

該工藝精度高，能制造微納米尺度的流道，可惜受限于設(shè)備成本及商業(yè)化應用稍顯狹窄的問題，該方法還需要成熟期，未來能否有較多的應用還有待觀察。

基于疊層制造及雙光子聚合的微流控芯片3D打印

7.3D打印生物微流控芯片/3D打印生物MEMS

3D打印生物微流控可大體分為器官芯片打印及生物打印中的血管化。前者主要目標是在芯片上模擬出器官組織，用于藥物篩選等。而后者主要是為了解決器官制造中的營養(yǎng)輸送或者說是血供問題。

課題組的生物打印血管化研究工作，同樣可用于器官芯片的直接打印

參考文獻116的血管化工作

8.3D打印微流控芯片優(yōu)缺點