Новое достижение: они сформировали работающие кровеносные сосуды в «-он-чипсах»

Ученые из Венского университета разработали новый способ создания небольших кровеносных сосудов в гидрогелях. С этой целью они использовали ультра -шорт -лазерные импульсы. Технология позволила им быстро и точно сформировать стабильные сосудистые сети в моделях органов на органах. Таким образом, исследователи смогли создать фрагмент печени со своей собственной системой кровеносных сосудов. Это шаг к более реалистичным и точным исследованиям лекарств и биологических процессов без необходимости экспериментов с животными или людьми.

Чтобы понять, как движутся лекарства, обрабатываются и поглощают в разные ткани, ученым нужны тонкие сосудистые сети. Одним из лучших способов является образование таких сосудов непосредственно в гидрогелях. Эти материалы столь же проницаемы, как и настоящие ткани, в то же время подходящие для поддержания живых клеток. Если в гидрогеле создаются миниатюрные каналы, рост структур, аналогичных кровеносным сосудам. Эндотелиальные клетки — те же клетки, которые строят кровеносные сосуды в организме — расположены в этих каналах. Результатом является модель, которая как можно близка к реальной сосудистой системе как в структуре, так и в функции.

Основная проблема — геометрия — трудно точно контролировать форму и размер этих небольших сосудистых сетей. В подходах, в которых сосуда образуются сами, их структура сильно варьируется в разных образцах. Поэтому невозможно провести идентичные и контролируемые эксперименты, что необходимо для надежных исследований в области медицины и биологии.

Поэтому ученые применяют Лазерная технологияS С помощью ультра -шорт -лазерных импульсов в диапазоне Femtosecud они быстро и точно создают трехмерные микроканики в гидрогелях на расстоянии всего сотню микрометров, что имитирует естественную плотность сосудов в органах.

Важно не только точное формирование сосудов, но и их сила — чтобы сохранить свою форму после заполнения живыми клетками. Дело в том, что клетки активно меняют свое окружение. Это может привести к деформации или даже разрушению искусственных сосудов. Чтобы избежать этих проблем, ученые меняют подход к подготовке материала. Вместо обычного метода одного этажа они используют двухэтапный нагрев: гидрогель дважды нагревается, но при разных температурах. Это укрепляет структуру материала.

В результате суда, созданные в таком гидрогеле, постоянно сохраняют свою форму. Потребовалось всего 10 минут, чтобы сформировать 30 каналов в 60 раз быстрее, чем при использовании других технологий.

Чтобы реалистично моделировать биологические процессы на чипе, искусственные ткани должны содержаться как реальные. Эксперименты показывают, что эндотелиальные клетки в искусственных кровеносных сосудах реагируют так же, как живые клетки в организме. Например, они становятся более проницаемыми во время воспаления.

Ученые разработали модель фрагмента печени на чипе с контролируемой трехмерной сосудистой сетью, которая точно имитирует систему кровообращения реального органа. Создание многослойных микроэлементов, которые пронзили ткани, обеспечивает адекватное питание и кислород и улучшает функцию модели печени. Это важный шаг к превращению технологий в стандартный инструмент в медицинские исследования.