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Engineering the mitral valve: bioinspired control of structure and function for enhanced in vivo performance

Projektbeschreibung

Erzeugung künstlicher Herzklappen

Die Mitralklappe sorgt dafür, dass das Blut nur vom linken Vorhof in die linke Herzkammer (Ventrikel) fließt und nicht zurückströmt. Funktionsstörungen der Mitralklappe verringern den Blutfluss durch das Herz, was zu Müdigkeit und Luftnot führt. In schweren Fällen werden defekte Klappen durch Herzklappenprothesen ersetzt. Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts BIOMITRAL sind durch Gewebezüchtung hergestellte Klappen, die die Regeneration von endogenem Gewebe anregen, Umbauprozesse im Herzen unterstützen und mitwachsen. So soll eine polymerbasierte Mitralklappe entwickelt werden, die wie ein nativer physiologischer Mechanismus funktioniert und die funktionelle Herzleistung verbessert.

Ziel

Tissue Engineered Heart Valves (TEHVs) can restore function in the pulmonary and aortic positions and have shown capacity for tissue regeneration and growth in pre-clinical models. Yet, this concept has not been extended to the Mitral Valve (MV), whose pathologies affect >25% of the valve disease patients in Europe. In this proposal, we introduce a bio-inspired design methodology and bioprocessing technology to engineer BIOMITRAL: a polymeric, stent-less, tissue engineered MV that recapitulates native structure-function. Key to our approach is the engineering of MV leaflets and chordal apparatus. In the native MV, this set of tendon-like appendages mechanically connects the leaflets to the left ventricle (LV) and allows for harmonization of the valve kinematics, coaptation and ventricle contractile dynamics. Commercial MV prostheses used for MV replacement, as well as most existing TEHVs are mounted on synthetic stents that lack of this important structure and consequently neglect this physiological mechanism. In addition, non-degradable stents cannot adapt to patient's growth, de-facto negating a key advantage in TEHVs. Our specific hypothesis is that recapitulating native leaflet structure-function and incorporating engineered chordal apparatus will lead to an engineered MV with enhanced functional and remodeling performances. To verify our hypothesis, we will: Aim 1. Characterize the structure-function of freshly isolated human valve tissue and use the derived properties to fabricate stented (control) and stentless BIOMITRAL prototypes; Aim 2. Assess prototypes mechanics and kinematics in silico via finite element modeling and in vitro in a pulse duplicator; Aim 3. Evaluate BIOMITRAL in vivo functional performance and assess remodeling in a chronic ovine model. Engineering a “living” MV with bioinspired leaflets and chordae that connect engineered leaflets with the LV is a revolutionary concept that can fundamentally transform the design of MV prostheses.

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

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

FONDAZIONE RI.MED
Netto-EU-Beitrag
€ 1 011 299,13
Adresse
VIA BANDIERA 11
90133 Palermo
Italien
Region
Isole Sicilia Palermo
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 1 011 299,13

Begünstigte (4)