摘要：芯片上的微型器官可以使我们能够精确地进行科学研究，而不必诉诸动物测试。然而，主要问题是人造组织需要血管，并且很难产生。现在，已经开发了使用高精度激光脉冲创建可重复的血管的新技术。已经创建了像天然组织一样起作用的组织。...

我们如何研究新药的影响？我们如何更好地了解不同器官之间的相互作用以掌握系统性响应？在生物医学研究中，所谓的芯片器官（也称为微生物生理系统）变得越来越重要：通过在精确控制的微流体芯片中培养组织结构，可以比在涉及活人或动物的实验中更准确地进行研究。

但是，存在一个主要的障碍：这种迷你孔没有血管不完整。为了促进系统的研究并确保与活生物体的有意义的比较，必须以一种精确可控制且可重现的方式创建一个令人振奋的血管和毛细血管网络。这正是Tu Wien现在已经实现的目标：该团队使用超短激光脉冲建立了一种方法，以快速且可重复的方式创建微小的血管。实验表明，这些容器的行为就像活组织中的那些容器一样。肝小叶是在芯片上创建的，并取得了巨大的成功。

人造微通道中的真实细胞

“如果您想研究某些药物如何在不同的人体组织中运输，代谢和吸收，则需要最好的血管网络，”研究小组3D打印和生物制造的成员Alice Salvadori说，由Tu Wien的Aleksandr Ovsianikov教授建立。

理想情况下，必须直接在称为水凝胶的特殊材料中创建此类血管。水凝胶为活细胞提供结构支持，同时与天然组织相似。通过在这些水凝胶中创建微小的通道，可以指导像血管状结构的形成：内皮细胞 - 在人体中真实血管内部的细胞 - 可以沉降到这些通道网络内。这创建了一个模型，可密切模仿天然血管的结构和功能。

到目前为止，主要的挑战是几何：这些微血管网络的形状和大小难以控制。在基于自组织的方法中，血管几何形状从一个样品到另一个样品都有很大差异。这使得无法运行可重现的，精确控制的实验 - 但这正是可靠的生物医学研究所需的。

改善水凝胶和激光精度

因此，Tu Wien的团队依赖于先进的激光技术：借助飞秒范围内的超短激光脉冲，高度精确的3D结构可以直接写入水凝胶中 - 迅速有效。

Aleksandr Ovsianikov说：“我们可以创建仅间隔一百微米的通道。当您想复制特定器官中血管的自然密度时，这是必不可少的。”

但这不仅与精度有关：人造血管必须迅速形成，并且一旦被活细胞填充，也必须保持结构稳定。爱丽丝·萨尔瓦多里（Alice Salvadori）解释说：“我们知道细胞会主动重塑其环境。这可能导致变形甚至导致血管塌陷。” “这就是为什么我们还改善了材料准备过程的原因。”

该团队不使用标准的单步胶化方法，而是使用了两个步骤的热固化过程：使用不同的温度而不是仅一个，将水凝胶分为两个阶段。这改变了其网络结构，产生了更稳定的材料。在这种材料中形成的容器保持开放并保持其形状随着时间的流逝。

Aleksanr Ovsianikov说：“我们不仅表明我们可以生产可以实际灌注的人造血管。更重要的是：我们开发了可扩展的技术，可以在工业规模上使用。” “只需10分钟即可进行30个通道的模式，这比其他技术的速度至少要快60倍。”

模拟炎症：芯片上的自然反应

如果要在芯片上实际建模生物学过程，则人造组织必须像自然的同龄人一样行为。现在也证明了这一点：

爱丽丝·萨尔瓦多里（Alice Salvadori）说：“我们表明，这些人造血管被内皮细胞定植，内皮细胞像体内的真实细胞一样反应。” “例如，他们以相同的方式对炎症做出反应 - 就像真正的血管一样，变得更加渗透。”

这标志着在许多医学研究领域建立实验室芯片技术作为工业标准的重要一步。

肝组织的巨大成功

“使用这种方法，我们能够与肝模型进行血管化。与Keio University（Japan）合作，我们开发了一种肝脏片芯片，其中结合了一个受控的3D血管网络，密切模仿了中静脉和正弦的体内布置，” Aleksandr Ovsianikov说。

“复制肝脏的密集和复杂的微举行，长期以来一直是芯片研究中的挑战。通过构建跨越整个组织量的多层微丝，我们能够确保足够的养分和氧气供应 - 反过来，这反过来又可以改善肝脏的代谢模型。我们相信 - 将我们的进步融合到了逐步的速度。发现。

OOC技术和先进的激光技术可以很好地共同创建血管和肝组织的更可靠的模型。一个重要的突破是在芯片上构建微小的组织的能力，使液体能够流过它们，类似于体内的血液流动。这可以帮助研究人员如何更好地了解细胞的细胞，从而可以更好地研究细胞的方法，从而使这些模型变得更好地进行了对这些模型的反应。这些模型可以使这些模型对这些模型进行了反应。这些模型对这些模型进行了对这些模型的影响。将来的医疗保健。