Description du projet
De hydrogels nanocomposites améliorés pour la régénération osseuse
Les limites des hydrogels auto-cicatrisants conçus pour la régénération des tissus et des organes peuvent être surmontées en garantissant leur résistance et leur capacité à guider la régénération des tissus sans compromettre leur comportement d’auto-cicatrisation. Le projet Nano4Bone, financé par l’UE, fait appel à des liaisons de coordination métal-ligand pour créer des interactions entre les nanoparticules et les polymères, créant des hydrogels auto-cicatrisants à la fois stables et labiles, améliorant ainsi leurs propriétés mécaniques. L’inclusion de nanoparticules augmente les densités de réticulation locales, améliorant la résistance mécanique sans compromettre les capacités d’auto-cicatrisation. Ces nanoparticules peuvent en outre servir d’unités bioactives en incorporant des ions thérapeutiques pour favoriser la cicatrisation des tissus. La liaison métal-ligand permet de contrôler la libération progressive dans le temps des nanoparticules bioactives. Le projet entend optimiser ces matériaux pour le traitement et la régénération du tissu osseux dans les cas d’ostéosarcome.
Objectif
Self-healing hydrogels are investigated as promising biomaterials in tissue and organ regeneration applications, offering a powerful alternative for scarce donor tissue. However, these hydrogels are often insufficiently tough, which is a significant limitation in their clinical use. Another drawback is that there are limited solutions on how to instruct cells for tissue healing. Thus, one key challenge is to develop self-healing hydrogels that are mechanically strong and can guide tissue regeneration. However, current methods to improve the mechanical properties of hydrogels negatively impact self-healing behavior.
In Nano4Bone, I aim to provide a novel solution to this challenge by engineering nanoparticle polymer interactions using metal-ligand coordination bonds, which, uniquely, are both stable and labile; ideal properties for creating spontaneous self-healing hydrogels. The nanoparticles act as dynamic crosslinkers to increase local crosslinking densities, thus dramatically improving the mechanical properties without affecting the self-healing behavior. Importantly, the nanoparticles can also act as bioactive units through smart incorporation of therapeutic ions to instruct tissue-healing behavior. The metal ligand bond can be tuned for temporally controlled release of bioactive nanoparticles, a novel approach which allows kinetic control over bioactive signals. To prove their clinical utility, I will optimize the materials to treat and regenerate bone tissue in osteosarcoma (OS), for which new treatment options are urgently needed.
Nano4Bone proposes an innovative method to drastically improve the mechanical properties of hydrogels without negatively impacting their self-healing abilities. The impact of the project will be large by addressing key challenges in the field, offering a new treatment for OS, and a wide application area of the new materials in regenerative medicine and other biomedical fields.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
6200 MD Maastricht
Pays-Bas