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Piezoceutical biomaterial scaffolds for immunomodulatory-based myocardial repair

Description du projet

Un patch pour la modulation immunitaire et la régénération du myocarde

L’infarctus du myocarde tue une partie du muscle cardiaque, laissant derrière lui un tissu cicatriciel incapable de maintenir une fonction cardiaque efficace. Les dommages sont permanents, entraînant souvent une insuffisance cardiaque et mettant à rude épreuve les systèmes de soins de santé. Les patchs cardiaques actuels ne parviennent pas à réduire l’inflammation ou à rétablir une fonction de pompage efficace. Le projet PiezoMac, financé par le CER, vise à mettre au point un patch qui exploite des capacités piézoélectriques optimisées pour générer des champs électriques à partir de l’étirement du cœur, favorisant ainsi la modulation immunitaire et la régénération du muscle cardiaque. Il utilisera des techniques avancées d’impression 3D, en particulier l’électroécriture par fusion, pour produire des patchs microfibreux précis, basés sur la modélisation in silico de la génération piézoélectrique. Il identifiera les maillages adaptés à l’anisotropie du cœur grâce à l’analyse par éléments finis et les affinera grâce à l’optimisation bayésienne.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-COG

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Institution d’accueil

THE PROVOST, FELLOWS, FOUNDATION SCHOLARS & THE OTHER MEMBERS OF BOARD, OF THE COLLEGE OF THE HOLY & UNDIVIDED TRINITY OF QUEEN ELIZABETH NEAR DUBLIN
Contribution nette de l'UE
€ 2 579 608,00
Adresse
COLLEGE GREEN TRINITY COLLEGE
D02 CX56 Dublin
Irlande
Région
Ireland Eastern and Midland Dublin
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 579 608,00

Bénéficiaires (1)