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High-throughput ultrasound-based volumetric 3D printing for tissue engineering

Projektbeschreibung

Die Zukunft der Herzgewebetechnik

Herzerkrankungen gehören zu den häufigsten Todesursachen. Zu effektiven Prüfung von Behandlungen sind bessere Instrumente erforderlich. Herzmuskelzellkonstrukte wie Organoide oder Organe auf Chip sind vielversprechende Alternativen zu Tierversuchen, oft kann die komplexe Struktur des natürlichen Herzgewebes aber nicht nachgebildet werden. Der 3D-Biodruck birgt Potenzial, aber die aktuellen Methoden sind zu langsam oder nicht geeignet, die erforderlichen detaillierten Strukturen herzustellen. Daher wird im EIC-finanzierten Projekt SONOCRAFT ein Ultraschallmodulator und schneller volumetrischer 3D-Biodruck eingesetzt, um zentimeterlange, ausgerichtete Herzkonstrukte in Hydrogelen zu erstellen. Die Konstrukte sollen künstliche Blutgefäße für Sauerstoff und Nährstoffe enthalten. Mit dieser Plattform, die mit fortschrittlichen Funktionen wie Zellmusterung ausgestattet wird, sollen die Gewebetechnik, die Arzneimittelprüfung und die regenerative Medizin verändert werden.

Ziel

Cardiovascular diseases are the leading cause of death globally. Efficient drug testing and disease models are needed to reduce their death toll. Myocardial cell constructs, e.g. spheroids, organoids, or organs on a chip, hold promise as disease models and can reduce animal testing. Unfortunately, cell constructs often lack the natural spatial complexity of their in-vivo counterparts, and consequently the cells remain immature and non-differentiated.
Although, 3D printing offers great flexibility regarding the printed structure some limitations apply: the printing process is either slow, or not suited for printing the small-scale nested structures needed to create viable and functional myocardial cell constructs. To 3D bio print viable myocardial cell constructs, we must therefore break through several roadblocks limiting the potential of bioprinting.
Our solution, coined SONOCRAFT, combines rapid volumetric 3D printing technology with ultrasonic particle manipulation to create centimetre-long aligned cardiac constructs within hydrogels. An artificial vasculature, incorporated within the hydrogel matrix, assures perfusion with oxygen and nutrients. Acoustic particle manipulation our tool of choice for cell manipulation as it is cheap, biocompatible, label-free and achieves the required resolution.
To reach the objectives SonoPrint is equipped with a range of advanced features: (i) an acoustophoresis chamber for precise cell patterning in 3D; (ii) microfluidic nozzles for injecting multiple cell types; (iii) moveable printheads for flexible cell deposition; (iv) a temperature-controlled cell culture incubator; and (v) full automation for user-friendly operation. The visionary SONOCRAFT holds potential to transform tissue engineering, regenerative medicine, drug screening, and disease modelling with its technological breakthroughs overcoming current limitations in the field.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

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Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-EIC - HORIZON EIC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-EIC-2024-PATHFINDEROPEN-01

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

Koordinator

UNIVERSITAT DE BARCELONA
Netto-EU-Beitrag
€ 882 000,00
Adresse
GRAN VIA DE LES CORTS CATALANES 585
08007 Barcelona
Spanien
Region
Este Cataluña Barcelona
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 882 000,00

Beteiligte (6)

Partner (2)