Small scale structures: the fabrication of polymeric nanostructures for biomedical applications using pattern replication techniques

Abstract

[cat] Els polímers són uns excel·lents candidats per a la producció de dispositius biomèdics que incorporin estructures nanomètriques. Característiques com ara bones propietats òptiques i de segellament, cost de fabricació baix, disseny ràpid i, sobretot, biocompatibilitat són avantatges que poden fer decantar els científics cap a la producció d’aquests dispositius. Aquest article recopilatori vol mostrar alguns dels mètodes i les tècniques que es fan servir per a la fabricació de nanoestructures amb polímers mitjançant tècniques de replicació que poden ser rellevants per a la producció de dispositius biomèdics. Es posa l’èmfasi en la producció de rèpliques polimèriques, per mètodes d’estampació i amb l’ús per a la fabricació de motius de la tecnologia del «focused ion beam» com a mètode senzill per a l’obtenció de manera reproduïble de gran quantitat de nanoestructures. Es descriu l’ús d’aquestes estructures en les tècniques d’estampació, juntament amb consideracions de fabricació específiques. La maduresa assolida per la nanotecnologia basada en els polímers, conjuntament amb les primeres aplicacions d’aquests en l’anàlisi de cèl·lules aïllades i del comptatge de molècules d’ADN, ens indica que aquests materials constitueixen una alternativa viable a les nanotecnologies basades en el silici per a aplicacions biomèdiques.

[eng] Polymers are excellent candidates for the production of biomedical devices incorporating nanometric structures. Good optical transparency and sealing properties, low fabrication costs, fast design realization times, and, crucially, biocompatibility are all advantages that can be exploited by scientists for the production of such devices. Here, we review some of the methods and techniques used in the fabrication of polymeric nanostructures by pattern replication techniques that may be of relevance in the production of biomedical devices. Emphasis is placed on imprint production of polymeric replicas, with master fabrication using focussed ion-beam technology, as a relatively simple method for reproducibly obtaining large numbers of nanostructures. The use of these structures in polymercasting techniques is also described, together with some specific fabrication considerations. The maturity reached by polymer-based nanotechnologies, together with the first polymer-based applications for single-cell analysis and for counting single DNA molecules, demonstrates that polymers constitute a viable alternative to silicon-based nanotechnologies for biomedical applications.