Учёные из Венского технического университета (TU Wien) и Университета Кейо (Япония) преодолели ключевое ограничение в технологии «орган-на-чипе»: они создали управляемую сеть микрососудов, которые ведут себя как естественные кровеносные каналы. Метод, основанный на использовании фемтосекундных лазеров, позволяет формировать каналы диаметром менее 100 микрометров с точностью до микрометра. Это открывает путь для массового производства реалистичных моделей органов, необходимых для тестирования лекарств.
Традиционно создание сосудистых сетей в гидрогелевых чипах было медленным и неточным. Новая технология решает проблему: лазерная абляция формирует 3D-каналы за 10 минут — в 60 раз быстрее аналогов. Для стабильности структур учёные модифицировали процесс затвердевания гидрогеля, применив двухэтапный температурный режим. Это предотвратило деформацию каналов даже при заселении эндотелиальными клетками, которые в естественных условиях активно изменяют окружающую среду.
Эксперименты подтвердили функциональность искусственных сосудов. При воздействии TNF-α — маркера воспаления — их проницаемость увеличивалась, как у живых тканей. Кроме того, на чипе воссоздали структуру печёночной дольки с сетью сосудов, аналогичной природной.
«Теперь мы можем моделировать обмен веществ в органах с точностью, которая раньше была невозможна», — отметил профессор TU Wien Александр Овсянников.
Технология уже привлекла внимание фармацевтических компаний. Точные модели сосудов сократят время доклинических испытаний и улучшат прогнозирование побочных эффектов. Следующий шаг — интеграция метода с биопечатью для создания многокомпонентных систем, имитирующих сердце, лёгкие и другие органы.