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4D Printing of Human Vascularized Cardiac Patches and Hearts for Regenerative Medicine

Projektbeschreibung

Ein kaputtes Herz flicken

Eine Herztransplantation ist die einzige Option für von Herzinsuffizienz im Endstadium betroffene Menschen. Der Mangel an geeigneten Organen erfordert jedoch alternative Ansätze, die darauf abzielen, das kranke Herz zu regenerieren. Forschende des EU-finanzierten Projekts 4DPrintedHeart haben bereits 3D-gedruckte Herzpflaster hergestellt, die Blutgefäße enthalten, deren Funktion aber noch nicht ausgereift ist, da ihnen die Fähigkeit zum Blutpumpen fehlt. Ziel ist es nun, den Ansatz durch neuartige Druckverfahren weiterzuentwickeln und die Mechanismen der Reifung der gedruckten Gewebe und Herzen zu beschreiben. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse das Gebiet der Gewebezüchtung voranbringen und die Herztransplantation revolutionieren werden.

Ziel

Heart diseases are a major cause of death in the Western world. No sustainable regenerative therapy is currently available, and cardiac transplantation is the only treatment. However, the scarcity of matching heart donors raises the need to develop new regenerative medicine approaches. Recently, our group has shown the use of patient-specific cells and personalized hydrogels to 3D print vascularized cardiac patches. Moreover, we have developed printing technologies which allowed to print small-scale, cellularized human hearts with the major blood vessels. Despite these and other advances in the field, the premature hearts are very basic, and their ability to pump blood and function in vivo is still considered futuristic, requiring several major breakthroughs. In this proposal, I plan to go far beyond the current state-of-the-art and overcome some of the remaining challenges in the field. We will develop novel 4D printing approaches, allowing to print human cardiac patches and whole functional hearts, including ventricles, atria, pacemakers, conduction system and extensive vasculature, in high resolution. We will decipher the mechanisms underlying the maturation of the printed tissues and hearts, which are essential for the synchronous contraction and heart pumping. Functionality of the printed structures will be compared to that of native cardiac tissues and whole natural hearts by examining their reaction to chronotropic and cardiotoxic drugs, proving their additional potential to serve as reliable, predictive drug testing platforms. The printed tissues and hearts will be then heterotopically transplanted, and their anastomosis with the host blood vessels, contraction and blood pumping capabilities in vivo will be tested. Finally, we will demonstrate the ability of the printed, vascularized cardiac patches to improve heart function. Successful completion of this ambitious project will provide a sustainable regenerative therapy for a myriad of devastating maladies.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

ERC-COG - Consolidator Grant

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-COG

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Gastgebende Einrichtung

TEL AVIV UNIVERSITY
Netto-EU-Beitrag
€ 2 000 000,00
Gesamtkosten
€ 2 000 000,00

Begünstigte (1)