好中球外細胞トラップの形成を研究するために適用されるプラスチックマイクロ流体デバイスのプロトタイプへの熱筆記

マイクロ流体ベースの生物学的研究の革新は、特にエラストマーポリジメチルシロキサン（PDMS）ベースのデバイスの迅速なプロトタイピングにおける、多用途のマイクロスケール製造技術のアクセシビリティの高まりによって支援されています。ただし、PDMSの使用は、特に生物学的データの解釈と検証において、かなりの、しばしば予期しない制限を示します。細胞培養で一般的に使用されている従来のプラスチックでマイクロ流体培養システムを迅速にプロトタイプするために、「熱筆記」は、熱可塑性物質が加熱された先端によって局所的にパターン化され、ユーザー制御パターンで移動する1段階のマイクロマシニング技術を開発しました。サーマルスクライビングプロセスを実証および研究するために、ポリスチレン基板上のスクライブマイクロパッターンにはんだごてを備えた安価なデスクトップホビークラフトカッターを修正しました。サーマルスクライブ技術は、他のマイクロファブリケーションアプローチを使用して容易に実現できないさまざまなチャネルプロファイルとジオメトリを作成するのに役立ちます。デバイスの製造に必要な後処理操作を含む製造プロセス全体は、熟練したエンジニアリングの専門知識や高価な機器を必要とせずに数時間以内に完了できます。この手法を適用して、適切な材料でプロトタイプ化されたマイクロ流体チャネルで実験が行われた場合、以前の研究で機能的な好中球外トラップ（NET）の誘導が大幅に強化できることを実証します。これらの結果は、最終的に好中球培養システムの設計に情報を提供し、好中球がネットを形成する固有の能力が大幅に報告されていない可能性があることを示唆しています。

Innovation in microfluidics-based biological research has been aided by the growing accessibility of versatile microscale fabrication techniques, particularly in rapid prototyping of elastomeric polydimethylsiloxane (PDMS) based devices. However, the use of PDMS presents considerable and often unexpected limitations, particularly in interpreting and validating biological data. To rapidly prototype microfluidic culture systems in conventional plastics commonly used in cell culture, we developed 'thermal scribing', a one-step micromachining technique in which thermoplastics are locally patterned by a heated tip, moving in user-controlled patterns. To demonstrate and study the thermal scribing process, we modified an inexpensive desktop hobby craft cutter with a soldering iron to scribe micropatterns on polystyrene substrates. The thermal scribing technique is useful for creating a variety of channel profiles and geometries, which cannot be readily achieved using other microfabrication approaches. The entire fabrication process, including post-processing operations needed to fabricate devices, can be completed within a few hours without the need for skilled engineering expertise or expensive equipment. We apply this technique to demonstrate that induction of functional neutrophil extracellular traps (NETs) can be significantly enhanced over previous studies, when experiments are conducted in microfluidic channels prototyped in an appropriate material. These results ultimately inform the design of neutrophil culture systems and suggest that the inherent ability of neutrophils to form NETs may have been significantly under-reported.