Como podemos investigar o impacto de um novo medicamento? Como entendemos a interação entre diferentes órgãos para realizar a reação sistêmica? Em estudos biomédicos, o chamado membro-no-chip, também conhecido como sistema microfiziológico, está se tornando cada vez mais importante: é possível conduzir pesquisas com mais precisão do que pessoas vivas ou animais cultivando a estrutura do tecido em chips microfuádicos de forma específica.
No entanto, tem havido um grande obstáculo: esse mini organismo nacional é incompleto sem vasos sanguíneos. Para garantir a conveniência dos estudos regulatórios e garantir comparações significativas com os organismos vivos, uma rede de vasos sanguíneos e capilares perfumados precisa ser criada – de uma maneira que seja com precisão e reprodução. É exatamente isso que o TU Wyne é alcançado: a equipe estabeleceu um método usando pulsos de laser ultracort para criar pequenos vasos sanguíneos de maneira rápida e reprodutiva. O exame mostra que esses navios se comportam como no tecido vivo. Lobels de fígado foram criados em um chip com grande sucesso.
Células reais em microcânico artificial
“Se você deseja estudar como medicamentos específicos são transportados, metabolizados e absorvidos em vários tecidos humanos, precisa das melhores redes vasculares”, disse Allis Salvadori, membro do grupo de pesquisa 3D Printing e Biofabrix, fundado pelo professor Ovsianicov.
Idealmente, esses vasos sanguíneos nacionais devem ser fabricados diretamente em materiais especiais chamados hidrogel. Os hidrogéis fornecem assistência estrutural para células vivas, enquanto o mesmo é o mesmo com os tecidos naturais. Ao criar pequenos canais nesses hidrogéis, é possível orientar a formação de uma estrutura como os vasos sanguíneos: células endoteliais-as células alinhadas dentro dos vasos sanguíneos reais no corpo humano se estabelecem nessas redes de canais. Ele cria um modelo que duplica intimamente a estrutura e a funcionalidade dos vasos sanguíneos naturais.
Até agora, o principal desafio era a geometria: o tamanho e o tamanho dessas redes microvasculares eram difíceis de controlar. No caso de abordagem baseada em auto-organização, a geometria do vaso varia significativamente de uma amostra para outra. Isso torna impossível executar testes reprodutivos e controlados especificamente – mas é exatamente o que é necessário para pesquisas biomédicas confiáveis.
Precisão aprimorada de hidrogel e laser
A equipe da TU Wiin confiou tanto na tecnologia avançada a laser: com o ultrassom de pulsos a laser na faixa de femtossegundos, estruturas 3D altamente específicas podem ser escritas diretamente no hidrogel – com rapidez e eficiência.
“Só podemos criar um canal com cem micrômetros, que é que, quando você deseja replicar a concentração natural dos vasos sanguíneos em certos órgãos, é essencial”, diz Alexandra Ovsianicov.
No entanto, isso não se trata apenas de precisão: os vasos sanguíneos artificiais devem ser formados rapidamente e, se for povoado com células vivas, deve ser estruturalmente estável. Alice Salvadori explica: “Sabemos que as células reconstruem ativamente seu ambiente”. É por isso que também desenvolvemos o processo de preparação do material. “
Sem o uso do método de zilação padrão de uma única visão, a equipe usou um processo de cicatrização térmica de mão dupla: o hidrogel é aquecido em dois estágios usando temperatura diferente em vez de um. Ele altera sua estrutura de rede produzindo material mais estável. Os navios formados neste elemento nacional estão abertos e mantiveram seu tamanho ao longo do tempo.
“Simplesmente mostramos que podemos fazer vasos sanguíneos artificiais que podem realmente ser perfundidos. Mais importante ainda é: criamos uma tecnologia escalável que pode ser usada em escala industrial”, diz Alexarian Ovsianicov. “Leva apenas 10 minutos para o padrão 30 canais, que são pelo menos 60 vezes mais rápido que outras técnicas” “
IMITAÇÃO DE INFLAMAÇÃO: Reação natural em um chip
Se os processos biológicos são modelo modeladamente em um chip, os tecidos artificiais devem ser tratados como suas partes naturais. E também foi exibido agora:
“Mostramos que esses vasos sanguíneos artificiais são pneumáticos por células endoteliais que respondem ao original do corpo”, diz Alice Salvadori “, diz Alice Salvadori.” Por exemplo, eles reagem à inflamação da mesma maneira – se tornam mais acessíveis como os vasos sanguíneos reais “.
Ele identifica um passo importante para o estabelecimento da tecnologia Lab-on-Chip como o valor industrial em muitos casos de pesquisa em tratamento.
Grande sucesso, incluindo tecido hepático
“Usando esse método, conseguimos vascularizar um modelo de fígado. Em colaboração com a Universidade Keio (Japão), criamos o lobul-on-chip de um fígado que inclui uma rede vascular 3D controlada, duplica de perto o formato Vivo da veia central e dos sinusóides”, disse Alex Ovianov.
“A transcrição microvascular densa e complexa do fígado há muito se tornou um desafio na pesquisa de órgão-chip. Ao criar várias camadas de microvascals de todo o volume de tecidos, conseguimos garantir o suprimento nutritivo adequado e o suprimento de oxigênio-que melhoramos o modelo de fígado em uma etapa”. Masfumi Watanab (Universidade Keo).
“A tecnologia OOC e a tecnologia avançada a laser funcionam bem para criar modelos mais confiáveis de vasos sanguíneos e tecidos hepáticos. Um progresso importante é que a capacidade de criar pequenos tecidos em um chip que lhes permite fluir o fluxo do líquido, como o sangue flui para o corpo, como a tecnologia OOC ajuda melhor e como ajuda a melhorar e ajuda. Sudo diz.
