Korak bližje umetnim organom: UV svetloba oblikuje hidrogelne posode v velikosti arteriol

Raziskovalci na Japonskem so naredili preboj na področju sintetične biologije z razvojem nove fotofabrikacijske tehnike, ki omogoča ustvarjanje cevastih hidrogelov v arteriolskem merilu. V študiji, objavljeni v Advanced Materials, je opisana metoda, ki uporablja ultravijolično (UV) svetlobo za oblikovanje zapletenih hidrogelnih struktur, kar potencialno približuje vizijo popolnoma umetnih organov resničnosti.

Ta površinska napetost tvori meniskus, ki tekočino zakrivljuje podobno kot površina vode v kozarcu. Ko je izpostavljen UV svetlobi, se hidrogel na tem ukrivljenem vmesniku strdi v obročasti strukturi. Z ponovljanjem tega procesa v določenih intervalih vzdolž kanala so raziskovalci lahko zgradili vrsto medsebojno povezanih obročkov, s čimer so na koncu oblikovali votlo, cevovato strukturo hidrogela. Te strukture posnemajo dimenzije in ukrivljenost naravnih arteriol, ki so bistvene za dobavo kisika in hranil tkivom.

Pomembnost tega napredka leži v njegovem potencial, da premaga glavno oviro pri razvoju umetnih organov, s čimer gradi funkcionalno žilno mrežo. Medtem ko obstoječe tehnike lahko ustvarijo manjše kapilare ali večje arterije, je izziv vedno bil v izdelavi arteriol, ki služijo kot ključna povezava med temi dvema vrstama žil.

Proces omogoča izdelavo hidrogel cevi z natančno nadzorovanimi velikostmi lumenov in kompleksnimi geometrijami, kot so ukrivljene in razvejene zasnove. Poleg tega se lahko več materialov integrira v eno strukturo, kar poenostavi proizvodni proces in zmanjša odpadke v primerjavi s tradicionalnimi metodami.

Ekipa je pokazala, da lahko njihova metoda proizvaja robustne cevovite strukture z uporabo biološko pomembnih hidrogelov, ki zagotavljajo ohranjanje njihove celovitosti med izdelavo.

Ti modeli bi lahko odigrali ključno vlogo pri napredovanju razvoja sintetičnih tkiv in organov. Poleg področja umetnih organov ima tehnologija potencialne aplikacije pri odkrivanju zdravil, modeliranju bolezni, prehranski tehnologiji, mehki robotiki in biohibridnih sistemih.