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Modelling of fracture in soft biological tissues

Projektbeschreibung

Fortgeschrittenes Gewebefrakturmodell

Das retinale Pigmentepithel ist eine Monoschicht aus pigmentierten Zellen, die die Photorezeptoren unterstützt, den Nährstoffaustausch reguliert und Abfallstoffe abtransportiert. Reißt das retinale Pigmentepithel, werden diese wichtigen Funktionen gestört, was zu Sehkraftverlust und Netzhautdegeneration führt. Ungeachtet ihrer Bedeutung ist über die Fraktur des retinalen Pigmentepithels nach wie vor wenig bekannt. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen zielt das Projekt BIOFRAC auf die Entwicklung eines fortgeschrittenen numerischen Modells der Fraktur des retinalen Pigmentepithels ab. Die Forschenden werden einen innovativen mikromechanischen Ansatz verfolgen und experimentelle und klinische Daten kombinieren, um ein Rechenmodell zur Bewertung des Risikos auf Fraktur des retinalen Pigmentepithels bei altersbedingter Makuladegeneration zu erstellen. Die BIOFRAC-Forschung wird zum Verständnis des Fortschreitens der Krankheit beitragen und therapeutischen Interventionen den Weg bereiten.

Ziel

Blood vessel rupture in brain aneurysm is fatal in 40% of cases; vision loss initiated by Retina Pigment Epithelium rupture affected 60 million people in 2020. This proposal establishes new approaches to simulate these systems and the fellowship develops a unique skillset to solve problems involving tissue fracture, having major impact on future medical intervention. Soft tissues are essential in our body and their failure to maintain mechanical integrity leads to diseases. Despite its importance, present understanding of fracture in tissues is limited. Fracture significantly alters the mechanics of tissues and experiments alone are unable to disentangle the interacting processes occurring concurrently at the crack tip and in the bulk material. Hence, a mathematical approach is needed to understand how fracture propagates at cell level up to failure. Models that account for all the complex processes that occur during fracture are still missing. BIOFRAC aims to develop an accurate numerical model of tissue fracture by adopting an innovative micromechanical approach—supported by laboratory and clinical experiments—to account for the multi-physical complexities by means of a novel constitutive relationship. This approach will allow us to predict crack evolution up to catastrophic failure. BIOFRAC focuses on the study of a single layer of epithelial cells—a simple yet clinically relevant tissue that lines many organs. Using this system, BIOFRAC seeks to uncover the biophysical and mechanical processes that control fracture initiation and propagation. The approach will then be used to address ophthalmological problems by development of a novel computational model for Retinal Pigment Epithelium able to quantify the risks of fracture during Age-related Macular Degeneration treatment. BIOFRAC will stimulate more studies of disease evolution and novel therapy. The new skills will boost my career by placing me at the forefront of tissue failure research.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

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Koordinator

POLITECNICO DI MILANO
Netto-EU-Beitrag
€ 172 750,08
Adresse
PIAZZA LEONARDO DA VINCI 32
20133 Milano
Italien
Region
Nord-Ovest Lombardia Milano
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

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