Para a substituição dos testes em animais por alternativas na pesquisa médica, microtissues complexos precisam ser cultivados. Pesquisadores da Empa desenvolveram um arcabouço de polímero especial para culturas de células tridimensionais. Os feixes de luz atuam como sinalizadores para as células.

Na pesquisa farmacêutica, os cientistas tentam dispensar os testes em animais sempre que possível ou substituí-los por experimentos em culturas de células ou tecidos. O crescimento de estruturas tridimensionais altamente complexas feitas de células, Contudo, ainda representa problemas para os pesquisadores. Uma equipe da Empa já desenvolveu uma espécie de andaime, em que as células podem se espalhar, multiplique e interconecte-se. O aspecto inovador da nova matriz:A precisão da forma e função desejadas é controlada pela luz.

O novo material consiste em um gel, para o qual um mecanismo sensível à luz pode ser usado para incorporar um grande número de grupos funcionais em sua estrutura de polímero. "Isso significa que os sinais podem ser anexados ao backbone do polímero, que permitem que as células em crescimento se "ancorem" dentro do andaime, "explica o pesquisador da Empa Markus Rottmar, do Laboratório de Biointerfaces de St. Gallen. Outros grupos neste" hidrogel "carregam pontos de ancoragem para enzimas, que as células podem usar para adaptar o andaime sintético às suas necessidades. Outra vantagem:o hidrogel é extremamente bem tolerável do ponto de vista biológico e oferece às células um ambiente específico para crescer em uma estrutura tridimensional.

A forma do andaime precisa ser controlável até o último detalhe para produzir um tecido funcional. Irradiando-o brevemente com luz ultravioleta inicialmente faz com que o hidrogel de polímero polimerize antes de um laser dar os retoques finais:Com base no princípio da litografia, o laser infravermelho escreve um projeto estrutural preciso na matriz e incorpora componentes com diferentes funções no andaime. "As células crescem com base no plano prescrito e formam uma rede inicial, "diz a líder do projeto, Katharina Maniura. Em questão de horas, as células começam a se dissolver e remodelar o andaime nessas posições específicas. De acordo com Maniura, isso torna consideravelmente mais fácil cultivar complexos, microtissues tridimensionais.

O hidrogel não é apenas ideal como um facilitador para desenvolver alternativas aos testes em animais; investigar doenças e melhorar nossa compreensão do crescimento celular também estão entre os campos de aplicação do novo material.