熱可塑性エラストマー（TPE） - ポリ（メチルメタクリレート）（PMMA）アクティブポンピングPDMSフリーオルガンオンオルガンシステムのためのハイブリッドデバイス

ポリジメチルシロキサン（PDMS）は長年にわたってマイクロ流体システムで使用されてきました。これは、簡単に構造化できるため、空気圧ポンプを含むアクチュエーターを簡単に統合できるため、柔軟性が容易になります。さらに、材料の良好な光学特性は、分析システムに適しています。その肯定的な側面に加えて、PDMSは小分子を吸着することでよく知られています。これにより、薬物検査に関しては、たとえば、チップ（OOC）システムでの薬物検査に関しては、その使いやすさが制限されます。したがって、PDMの代替品は需要が高くなっています。この研究では、レーザーカットポリ（メチルメタクリレート）（PMMA）シートに熱的に結合した熱可塑性エラストマー（TPE）フィルムを使用して、統合された空気圧マイクロポンプを備えた多層マイクロ流体デバイスを構築します。構造化のための従来のCO2レーザーカッター、TPEフィルム製造のためのスピンコーティングプロセス、および空気圧ホットプレスを使用した熱結合プロセスに基づく低コストの製造技術を紹介します。結合前のエキシマランプによるUV処理により、結合プロセスが大幅に改善されます。最適化された結合パラメーターは、圧力をかけたときにバースト負荷を測定し、チャネル変形のプロファイロメーターベースの測定を介して測定することで特徴付けられました。次に、チップレイアウトのフローと長期の安定性は、微粒子画像速度測定（UPIV）を使用して測定されました。最後に、ヒト内皮細胞をマイクロチャネルに播種して、生体適合性と流動指向の細胞アライメントを確認しました。提示されたデバイスは、リアルタイムのライブセル分析システムと互換性があります。

Polydimethylsiloxane (PDMS) has been used in microfluidic systems for years, as it can be easily structured and its flexibility makes it easy to integrate actuators including pneumatic pumps. In addition, the good optical properties of the material are well suited for analytical systems. In addition to its positive aspects, PDMS is well known to adsorb small molecules, which limits its usability when it comes to drug testing, e.g., in organ-on-a-chip (OoC) systems. Therefore, alternatives to PDMS are in high demand. In this study, we use thermoplastic elastomer (TPE) films thermally bonded to laser-cut poly(methyl methacrylate) (PMMA) sheets to build up multilayered microfluidic devices with integrated pneumatic micro-pumps. We present a low-cost manufacturing technology based on a conventional CO2 laser cutter for structuring, a spin-coating process for TPE film fabrication, and a thermal bonding process using a pneumatic hot-press. UV treatment with an Excimer lamp prior to bonding drastically improves the bonding process. Optimized bonding parameters were characterized by measuring the burst load upon applying pressure and via profilometer-based measurement of channel deformation. Next, flow and long-term stability of the chip layout were measured using microparticle Image Velocimetry (uPIV). Finally, human endothelial cells were seeded in the microchannels to check biocompatibility and flow-directed cell alignment. The presented device is compatible with a real-time live-cell analysis system.