In malattie come la malaria e l'anemia falciforme, i globuli rossi si rompono, con effetti dannosi sul resto del corpo, in particolare sul rivestimento dei piccoli vasi sanguigni.

Gli ingegneri biomedici hanno creato un sistema modello per studiare questi problemi, che può essere utilizzato anche in altre malattie cardiovascolari. Il sistema costruisce una rete di vasi sanguigni artificiali, a base di materiali "idrogel" familiari che si dissolvono con il calore:gelatina e agarosio, uno zucchero derivato dalle alghe.

I risultati sono stati recentemente pubblicati da Ingegneria biomedica della natura .

"L'innovazione tecnologica chiave qui è che il nostro idrogel può far crescere queste navi per settimane o mesi, che è molto più lungo degli approcci standard, ", afferma l'autore senior Wilbur Lam, dottore, dottorato di ricerca "Con questo sistema, possiamo studiare non solo come i vasi reagiscono agli aspetti della malattia, ma anche quanto bene i vasi guariranno nel tempo una volta rimossi questi insulti".

Lam è assistente professore presso il Dipartimento di Pediatria presso la Emory University School of Medicine e presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica di Wallace H. Coulter presso la Georgia Tech e la Emory University.

Lavorare con Lam, istruttore Yongzhi Qiu, dottorato di ricerca e colleghi hanno costruito un dispositivo microfluidico a base di idrogel, con vasi ramificati di circa 20 micrometri di diametro. Il dispositivo può quindi essere rivestito da cellule endoteliali, che rivestono i vasi sanguigni, e collegato a una pompa. Un vantaggio dell'utilizzo di idrogel, scrivono gli autori, è che gli idrogel non sono rigidi come i polimeri solidi, e quindi rispondere in modo più fisiologico rilevante ai cambiamenti nel flusso del fluido.

Una volta completamente assemblato, le cellule endoteliali indeboliscono le loro barriere in risposta a molecole infiammatorie come il TNF-alfa e poi guariscono.

I ricercatori hanno anche testato le risposte all'eme, un componente dell'emoglobina che si forma quando i globuli rossi si rompono, e hanno testato gli effetti dei globuli rossi soggetti a occlusione da pazienti con anemia falciforme e globuli rossi infettati da parassiti Plasmodium.

Il sistema modello potrebbe essere utilizzato per analizzare ulteriormente gli effetti dei globuli rossi rispetto ad altre cellule e molecole infiammatorie, e per lo screening di farmaci che potrebbero prevenire danni ai vasi sanguigni, dicono i ricercatori.