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Piezoceutical biomaterial scaffolds for immunomodulatory-based myocardial repair

Projektbeschreibung

Pflaster zur Immunmodulation und Herzmuskelregeneration

Bei einem Myokardinfarkt wird ein Teil des Herzmuskels zerstört, sodass Narbengewebe zurückbleibt, das keine effektive Herzfunktion mehr aufrechterhalten kann. Die Schäden sind dauerhaft, führen häufig zu Herzversagen und belasten die Gesundheitssysteme stark. Mit den heute verfügbaren Herzpflastern kann die Entzündung nicht reduziert und die effektive Pumpfunktion nicht wiederhergestellt werden. Das Ziel des ERC-finanzierten Projekts PiezoMac besteht in der Entwicklung eines Pflasters, bei dem optimierte piezoelektrische Eigenschaften ausgenutzt werden, um elektrische Felder aus der Dehnung des Herzens zu erzeugen, wodurch Immunmodulation und Herzmuskelregeneration gefördert werden. Im Rahmen des Projekts kommen fortgeschrittene 3D-Druckverfahren, insbesondere das Schmelzelektrodruckverfahren, zum Einsatz, um präzise mikrofaserige Pflaster herzustellen, die auf einer In-silico-Modellierung der piezoelektrischen Erzeugung beruhen. Mithilfe der Finite-Elemente-Analyse werden geeignete, mit der Anisotropie des Herzens übereinstimmende Netzdesigns ermittelt, und diese mittels bayesscher Optimierung verfeinert

Ziel

Cardiac injury in the form of a myocardial infarction leads to cardiac muscle death and replacement scar tissue that cannot compensate lost heart tissue. This disease does not improve with traditional drugs and places significant burden on healthcare budgets worldwide; with a reduced quality of life for patients, often leading to heart failure. Current engineered cardiac patches do not reduce inflammation and do not integrate in a sufficient manner to compensate the pumping power lost with the heart tissue.
The PiezoMac patch differs fundamentally from patches reported up to now. It will contain an optimised piezoelectric capability that will yield electric fields generated by the stretching of the heart. This electric field stimulation will be optimised to drive immunomodulate and regeneration of the cardiac muscle. The shape of the patch is predesigned using finite element modelling to conform the directional dependent stretching of the heart wall; with information of patient anatomy and extent of heart attack damage derived from X-ray CT and MRI scans. These smart patches will be 3D printed (using melt electrowriting) into accurate microfibrous ordered patches whose density, micro-orientation and fibre laydown will be informed using in silico modelling of piezoelectric generation and mechanical anisotropy. We will shortlist candidate mesh designs to match the anisotropy of the heart using finite element analysis, and refine the design process using a Bayesian Optimisation approach to strike a balance between mechanical anisotropy and piezoelectric output, and ultimately halt cardiac deterioration. This pragmatic and rational approach gathers and advances cutting-edge technologies in this interdisciplinary project to address a significant unmet need in healthcare today.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-COG

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

Gastgebende Einrichtung

THE PROVOST, FELLOWS, FOUNDATION SCHOLARS & THE OTHER MEMBERS OF BOARD, OF THE COLLEGE OF THE HOLY & UNDIVIDED TRINITY OF QUEEN ELIZABETH NEAR DUBLIN
Netto-EU-Beitrag
€ 2 579 608,00
Adresse
COLLEGE GREEN TRINITY COLLEGE
D02 CX56 Dublin
Irland
Region
Ireland Eastern and Midland Dublin
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 2 579 608,00

Begünstigte (1)