Ученые заставили искусственные органы кровоточить: Лазер, гель и капилляры

Ученые разработали метод создания искусственных кровеносных сосудов в органах-на-чипе, которые почти не отличаются от натуральных.

Исследования показывают изображения печеночной дольки и 3D-модель сосудистой сети искусственной дольки после девяти дней культивирования. Источник: TU Wien.В биомедицинских исследованиях все чаще прибегают к использованию «органов-на-чипе» — микроскопических моделей тканей, созданных в специализированных чипах с точно контролируемыми условиями.

Этот подход более надежен по сравнению с экспериментами на животных или людях.

Без кровеносных сосудов такие модели не будут полноценными. Чтобы они функционировали как натуральные органы, необходимо быстро и точно создать разветвленную сеть капилляров для обеспечения питания.

Исследователи из Венского технического университета справились с этой задачей, применяя сверхкороткие лазерные импульсы для «вырезания» микрососудов в гидрогелях — материалах, напоминающих живую ткань. В эти каналы были добавлены клетки, которые выстилают настоящие сосуды, и система начала функционировать. Результаты работы представлены в журнале Biofabrication.

«Чтобы изучить, как лекарства распространяются в тканях, нужна сосудистая сеть», — говорит Алиса Сальвадори из группы 3D-печати и биофабрикации. Ранее сосуды создавались беспорядочно, что каждый раз давало разный результат. Теперь их можно формировать с точностью до микрона, что позволяет, например, имитировать плотность капилляров в печени.

Но проблема точности — не единственная. Клетки могут повреждать или разрушать искусственные сосуды. Ученые улучшили состав гидрогеля: теперь его заливают в два этапа при различных температурах, что позволяет каналам оставаться стабильными на протяжении нескольких месяцев.

«Мы не просто создали сосуды для перекачки жидкости. Мы разработали технологию, подходящую для промышленного применения», — отмечает профессор Александр Овсянников. 30 каналов формируются за 10 минут — в 60 раз быстрее, чем раньше.

Проверка на воспалительных реакциях показала, что искусственные сосуды ведут себя как настоящие, становясь более проницаемыми. Это подтверждает жизнеспособность модели.

Следующий этап — создание миниатюрной копии печени. В сотрудничестве с Университетом Кейо (Япония) ученые разработали её версию с подобной природе сосудистой сетью. Это значимое достижение, поскольку печень — один из самых сложных органов для моделирования.

Как сообщалось ранее — Разгадана тайна святых мощей Великого князя Александра Невского