Med hjälp av litografins princip, en infraröd laser skriver exakta strukturer i matrisen. Cellerna växer enligt den angivna planen. Detta öppnar nya möjligheter för generering av tredimensionella mikrotissues. Kredit:Empa
För ersättning av djurförsök med alternativ inom medicinsk forskning, komplexa mikrovävnader måste odlas. Forskare från Empa har utvecklat en speciell polymerställning för tredimensionella cellkulturer. Ljusstrålar fungerar som vägvisare för cellerna.
Inom läkemedelsforskning, forskare försöker undvika djurförsök där så är möjligt eller ersätta det med experiment på cell- eller vävnadskulturer. Växande mycket komplexa tredimensionella strukturer gjorda av celler, dock, utgör fortfarande problem för forskare. Ett team på Empa har nu utvecklat ett slags ställningar, i vilka celler kan spridas, multiplicera och sammankoppla. Den innovativa aspekten om den nya matrisen:Precisionen i önskad form och funktion styrs av ljus.
Det nya materialet består av en gel, för vilken en ljuskänslig mekanism kan användas för att införliva ett stort antal funktionella grupper i sin polymerstruktur. "Detta innebär att signaler kan fästas på polymerstommen, som gör det möjligt för växande celler att "förankra" sig själva i ställningen, "förklarar Empa -forskaren Markus Rottmar från Laboratory for Biointerfaces i St. Gallen. Andra grupper i denna" hydrogel "bär dockningsplatser för enzymer, som cellerna kan använda för att skräddarsy det syntetiska ställningen efter deras behov. En annan fördel:Hydrogeln är extremt väl tolererbar ur biologisk synvinkel och erbjuder cellerna en specifik miljö för att växa till en tredimensionell struktur.
Ställningens form måste vara kontrollerbar ända in i minsta detalj för att kunna producera en funktionell vävnad. Genom att bestråla det kort med UV -ljus får polymerhydrogeln initialt att polymerisera innan en laser tar på handen:Baserat på litografins princip, den infraröda lasern skriver en exakt strukturell design i matrisen och innehåller komponenter med olika funktioner i ställningen. "Cellerna växer baserat på den föreskrivna planen och bildar ett första nätverk, "säger projektledaren Katharina Maniura. På några timmar, cellerna börjar lösa upp och omforma ställningen i dessa specifika positioner. Enligt Maniura, detta gör det betydligt lättare att odla komplexa, tredimensionella mikrovävnader.
Hydrogeln är inte bara idealisk som hjälpmedel för att utveckla alternativ till djurförsök; att undersöka sjukdomar och förbättra vår förståelse av celltillväxt är också bland tillämpningsområdena för det nya materialet.
