Blutgefäße wachsen auf Chip

Forschende der Technischen Universität Wien (TU Wien) und der Universität Keio (Japan) haben eine neue Methode entwickelt, mit der Blutgefäße in winzigen Organmodellen auf einem Chip erzeugt werden können. Laut den Experten ist das neue Verfahren deutlich schneller als bisherige Methoden und dazu reproduzierbar.

Konkret entstehen bei dem neuen Verfahren mithilfe ultrakurzer Laserpulse auf reproduzierbare Weise winzige Blutgefäße. Diese Gefäße verhalten sich so wie Gefäße im lebenden Gewebe. Tests mit Leber-Gewebe waren erfolgreich. „Wenn man beispielsweise untersuchen möchte, wie bestimmte Medikamente in unterschiedlichen Geweben transportiert und absorbiert werden, dann braucht man feinste Netze aus Blutgefäßen“, so Alice Salvadori von der TU Wien.

Die ultrakurzen Laserpulse mit einer Dauer im Femtosekunden-Bereich haben in Hydrogelen sehr schnell und sehr effizient hochpräzise 3D-Strukturen in das Material hineingeschrieben. „Wir können auf diese Weise Kanäle herstellen, die nur 100 Mikrometer voneinander entfernt sind. Das ist essenziell, wenn man die natürliche Dichte von Blutgefäßen in bestimmten Organen replizieren möchte“, sagt Aleksandr Ovsianikov von der TU Wien.

Statt eines einstufigen Gelierungsverfahrens kam ein zweistufiger thermischer Härtungsprozess zum Einsatz: Das Hydrogel wird in zwei Phasen mit unterschiedlichen Temperaturen erwärmt. Die Netzwerkstruktur ändert sich dabei und es entsteht ein stabileres Material, die Gefäße bleiben dabei offen. „Diese künstlichen Blutgefäße werden tatsächlich mit Endothelzellen besiedelt, die genauso reagieren wie Endothelzellen im Körper. Sie reagieren beispielsweise auf dieselbe Weise auf Entzündungen – sie werden dabei durchlässiger, genau wie Blutgefäße im Körper“, so Salvadori.