In der medizinischen Forschung spielen «Organ-on-a-Chip»-Anwendungen, bei denen man Gewebestrukturen im Labor auf präzise kontrollierbaren Chips wachsen lässt, eine zunehmende Rolle. Allerdings sind solche Mini-Organe ohne Blutgefässe unvollständig. Forscher der Technischen Universität (TU) Wien entwickelten nun ein neues Verfahren, bei dem mithilfe ultrakurzer Laserpulse in kurzer Zeit winzige Blutgefässe entstehen.1 Solche Blutgefässe werden in speziellen Materialien, sogenannten Hydrogelen, hergestellt. Sie bieten lebenden Zellen Halt, sind aber durchlässig – ähnlich wie natürliches Gewebe. Bislang bestand die grosse Schwierigkeit darin, dass solche Blutgefäss-Netzwerke schwer zu kontrollieren sind, die Geometrie der Blutgefässe variierte stark von einer Probe zur anderen.
Die Forscher setzten auf eine hochentwickelte Technik: Mithilfe ultrakurzer Laserpulse kann man in Hydrogelen schnell und effizient hochpräzise 3D-Strukturen in das Material hineinschreiben. Durch zusätzliches Erwärmen des Hydrogels in zwei Phasen mit unterschiedlichen Temperaturen verändert sich seine Netzwerkstruktur – ein stabileres Material entsteht. So entwickelte das Team eine skalierbare Technologie, die im industriellen Massstab eingesetzt werden kann. «Die Strukturierung von 30 Kanälen dauert nur 10 Minuten, was mindestens 60-mal schneller ist als andere Techniken», sagt Prof. Aleksandr Ovsianikov. Die Wissenschaftler konnten nachweisen, dass sich das auf dem Chip hergestellte Gewebe wie natürliches Gewebe verhält. Die künstlichen Blutzellen reagierten beispielsweise auf dieselbe Weise auf Entzündungen und wurden dabei durchlässiger, genau wie Blutgefässe im Körper.
1 https://doi.org/10.1088/1758-5090/add37e
Meldung aus factum 05/2025