Für den Aufbau von künstlichem Gewebe wird oft Hydrogel verwendet, das ähnliche Eigenschaften wie Gewebe besitzt. Die Schwierigkeit dabie ist, den lebenden Zellen in dieser Matrix zu sagen, wo sie hingehören, um letztlich im Verbund etwa ein Blutgefäß zu bilden, heißt es in einer Aussendung der Technischen Universität (TU) Wien zu der kürzlich im Fachblatt „Scientific Reports“ erschienenen Studie.
Das Gel selbst ist laut Aleksandr Ovsianikov, Leiter der Forschungsgruppe „3D Printing and Biofabrication“ an der TU, „vergleichbar mit einem aufgequollenen Gummibärchen, das sich mit Wasser vollgesogen hat“. Das ermöglicht es den Zellen, durch das Hydrogel zu manövrieren und eine Struktur aufzubauen. Die Wiener Forschungsgruppe hat nun einem Weg gefunden, den Zellen ihren Weg durch das Hydrogel gezielt zu erleichtern.
“Organs on a Chip“
Dazu reichern die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen es mit speziellen Molekülen an, die die Eigenschaften des Gels im Normalfall nicht verändern. Das wird aber anders, wenn diese Moleküle von Laserlicht angestrahlt werden. Wo das Licht auf diese Struktur trifft, wird das Gel weicher. Dann koppelt sich das Molekül „ans Netzwerk des Hydrogels, an dieser Stelle wird das Netzwerk hydrophiler. Dadurch ändern sich die physikalischen Eigenschaften, und auf diese Weise ist es möglich, ein 3D-Muster zu erzeugen, durch das die Zellen leichter durchwandern können als anderswo“, so TU-Wien-Forscher Simon Sayer.
Fuhren nun die Forscher mit dem Licht einen bestimmten Pfad ab, bewegten sich auch die Zellen entlang dieses Weges. So ließ sich ganz gezielt der Aufbau von Gewebestrukturen anleiten. Letztlich ist der Gedanke dahinter, auf diese Weise spezielle kleine Strukturen zu entwickeln, die dann gezielt mit einem Wirkstoff versorgt werden. Für den Bau mehrerer gleichartiger sogenannter „Organs on a Chip“ oder „Humans on a Chip“ sei die neue Methode gut geeignet, da sie zu wiederholbaren Resultaten führe, so die Forscher.