Blutgefäße in Geweben sind für die Diffusion von Nährstoffen und die Migration von Immunzellen von großer Bedeutung. Das gilt auch für die Nachbildungen von Organ-ähnlichen Systemen auf Mikrochips. Die Modelle sind bislang häufig auf externe Schläuche und Pumpen angewiesen, um eine Perfusion zu erzeugen, und erfordern komplexe Versuchsaufbauten, was ihre Reproduzierbarkeit extrem erschwert. In der aktuellen Forschungsarbeit wurde der 3D-Druck mit der Multi-Organ-Chip-Technologie kombiniert, um eine mit einem Gefäß bestehend aus Fibroblasten ausgestatteten Bindegewebsmatrix auf dem Chip zu erzeugen.

Zunächst wurden hierfür auflösbare Strukturen in ein Kollagen/Fibrin-Hydrogel auf einem Organchips integriert. Durch die Auflösung dieser Strukturen entstanden Hohlkanäle, die mit Endothelzellen besiedelt wurden. Die Endothelzellen wuchsen an den Kanalwänden und bildeten ein funktionsfähiges, durchblutbares Gefäß auf dem Chip. Die Gefäße wurden durchströmt und Endothelzellen zeigten die Durchlässigkeit und die Barriere-Eigenschaften wie ein normales Blutgefäß. Um eine entzündliche Gefäßsituation genauer nachzuahmen, zirkulierten humane Monozyten durch das Gefäß und es wurde ihre Differenzierung in Makrophagen sowie die Migration durch das Endothel in das Hydrogel beobachtet. Ziel ist die Entwicklung eines immunkompetenten Gewebemodell mit Blutgefäßen.
 
Die Arbeit dient als Grundlage für die Entwicklung der nächsten Generation mit Gefäßen versehener, immunkompetenter menschlicher Organmodelle, auch bei der Erforschung von gesunden und erkrankten Gefäßen.

Originalpublikation:
Jonas Jäger, Phil Berger, Andrew I. Morrison, Hendrik Erfurth, Maria Thon, Eva-Maria Dehne, Susan Gibbs & Jasper J. Koning (2025). A Sacrificial 3D Printed Vessel-on-Chip Demonstrates a Versatile Approach to Model Connective Tissue Pathology. bioRxiv 2025.02.06.636821; doi: https://doi.org/10.1101/2025.02.06.636821