Микрососуды под лазером: как учёные научились «вшивать» кровеносную систему в искусственные ткани

Команда из Венского технического университета сделала прорыв в биоинженерии — научилась создавать миниатюрные кровеносные сосуды прямо внутри гидрогелей с помощью ультракоротких лазерных импульсов. Этот подход позволяет строить стабильные сосудистые сети в органах-на-чипе — высокоточных моделях человеческих органов, которые работают без участия человека или подопытных животных.

Зачем это нужно? Чтобы понять, как действуют лекарства, нужно видеть, как они распространяются в тканях, проходят через сосуды, усваиваются клетками. Но для этого нужна сеть микроканалов — как у настоящей печени или сердца. Гидрогели идеально подходят для такой задачи: они и проницаемы, как живые ткани, и поддерживают рост клеток. Достаточно «вырезать» в них тонкие каналы и заселить эндотелиальными клетками — теми самыми, что выстилают сосуды в теле — и перед нами почти настоящая сосудистая система.

Но была одна серьёзная проблема — точность. Если просто позволить сосудам расти стихийно, их структура выходит разной каждый раз. А для науки нужны воспроизводимые условия. Поэтому учёные подключили лазер. Настроив фемтосекундные импульсы (это миллионные доли миллиардной секунды), они «прожгли» в гидрогеле микроканалы с точностью до сотни микрометров — примерно как в реальном органе.

Один из вызовов — чтобы эти микрососуды не разрушались при контакте с живыми клетками. Клетки, как известно, не просто «живут» в ткани, они активно меняют своё окружение. Поэтому инженеры модифицировали сам материал: вместо обычного нагрева они использовали двойную термообработку на разных температурах. Это сделало каркас прочнее и стабильнее.

Эксперименты подтвердили успех: эндотелиальные клетки в этих искусственных сосудах ведут себя, как настоящие. Воспаление? Они становятся проницаемыми, как в живом организме. Это открывает путь к новым, более реалистичным испытаниям лекарств — без лабораторных мышей и рисков для людей.