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Exosome-Based Smart Coatings for Improved Bone Healing in Orthopaedic Implants

Description du projet

Des revêtements intelligents pour implants favorisant la réparation osseuse et réduisant l’inflammation

Chaque année, des millions d’Européens reçoivent des implants orthopédiques. Malheureusement, 20 % de ces implants finiront par échouer au cours des dix premières années. Cette situation est largement due à une inflammation incontrôlée durant les 48 à 72 premières heures suivant l’intervention chirurgicale, un processus que les technologies actuelles ne permettent pas de maîtriser correctement. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet EXOSMART développera des revêtements intelligents pour implants libérant de l’interleukine-4 afin de favoriser la réparation osseuse et de réduire l’inflammation. En modifiant des cellules souches pour qu’elles produisent de l’IL-4 en réponse à l’inflammation, le projet stabilisera ces exosomes et les intégrera à des revêtements en titane afin d’assurer leur libération contrôlée. Grâce à une collaboration entre Stanford University et Ghent University, il vise à faire progresser les biomatériaux et à relever des défis médicaux majeurs en Europe.

Objectif

Every year millions of Europeans receive orthopaedic implants such as hip and knee prostheses. While these restore mobility, up to 20% fail within 10 years mainly because of chronic inflammation. Each revision surgery costs an average of €45,000, causing suffering for patients and creating an annual burden of more than €2 billion on EU healthcare. The key reason for implant failure is uncontrolled inflammation in the immediate postoperative period (48–72hours). During this short period immune cells called macrophages must switch from a pro-inflammatory state (M1) to a pro-healing state (M2). Current implant technologies cannot guide this transition with the required timing.

EXOSMART addresses this challenge by creating smart implant coatings that release healing signals precisely when they are needed. The project harnesses exosomes, tiny vesicles naturally secreted by cells that act as biological couriers. These vesicles are loaded with interleukin 4 (IL-4), a protein that calms inflammation and promotes the M2 state for bone repair. Three key innovations make this possible:
-Engineering stem cells to produce IL-4 only under inflammatory conditions and harvesting their exosomes
-Stabilising IL-4 inside exosomes to extend its bioactivity
-Embedding these smart exosomes into layered titanium coatings for spatially and temporally controlled release

The project combines advanced bioengineering at Stanford (USA) with surface engineering expertise at UGent (Belgium). It will generate new knowledge on immune-instructive biomaterials and deliver the first timed, biologically triggered IL-4 delivery system.
For Europe, EXOSMART tackles a major medical and economic challenge. For the host institution, it brings access to complementary approaches and international collaborations. For the researcher, the fellowship provides cutting-edge expertise, fosters independence and builds a transatlantic network, laying the foundation for an independent career in biomedical innovation.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinateur

UNIVERSITEIT GENT
Contribution nette de l'UE
€ 424 129,44
Adresse
SINT PIETERSNIEUWSTRAAT 25
9000 Gent
Belgique
Région
Vlaams Gewest Prov. Oost-Vlaanderen Arr. Gent
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (1)