Projektbeschreibung
Komplexe Gelenkimplantate zur Vorbeugung von Osteoarthrose
Die Forschung konnte zeigen, dass tiefe osteochondrale Schäden der Gelenkfläche die Ursache für Osteoarthrose sein könnten, eine Erkrankung, von der hauptsächlich die alternde Bevölkerung betroffen ist. Sie wirkt sich auf die Gelenkknorpel sowie den darunter liegenden Knochen aus und bringt außerdem schwere sozioökonomische Beeinträchtigungen für die erwachsene Bevölkerung der EU mit sich. Bereits entwickelte Implantate aus gezüchtetem Gewebe könnten eine Lösung zur Regeneration oder zur Prävention bieten. Da die Herstellung jedoch ein größtenteils manueller Prozess ist, kann der steigende klinische Bedarf nicht gedeckt werden. Das EU-finanzierte Projekt JOINTPROMISE wird komplexe Gelenkimplantate entwickeln, welche die erforderlichen biologischen Informationen enthalten können, um den Regenerationsprozess umzusetzen. Zu diesem Zweck wird das Projekt eine Kombination aus organoiden und Biodrucktechnologien anwenden. Außerdem kommen Robotertechnik sowie Biodruck- und Bioreaktortechnologien zum Einsatz, um eine automatisierte Herstellung zu erzielen.
Ziel
There is convincing evidence, in animal models and in humans, that deep osteochondral defects of the joint surface lead to a high rate of osteoarthritis (OA) over time. The disease process in OA, the most prevalent arthritic disease affecting 25% of the adult population, involves the entire joint affecting both the articular cartilage and the underlying bone. Hence it is crucial to consider the entire osteochondral unit as a target for repair. Tissue engineered implants could provide a solution for the regeneration of this type of defects and prevent the development of OA. This project aims to address this unmet clinical need by developing complex joint implants that will possess the spatially inbuilt biologic information for regenerating these challenging defects. Breakthroughs in organoid technologies have allowed the development of cartilaginous microtissue structures that can predictively execute regenerative programmes upon implantation. These microtissues can be used as building blocks for bottom-up 3D bioprinting of living joint implants. In order to be able to produce scaled-up implants containing at the same time a highly precise structure, integration of bioprinting technologies is needed. Moreover in order to cover rising clinical demand the whole manufacturing process, which is mostly manual today, will need to be automated adopting robotics, bioprinting and bioreactor technologies. In order to demonstrate implant feasibility and efficacy, large osteochondral defect repair will be studied in the minipig, a large animal model relevant to the patient. Taken together we strive to develop an automated, GMP-grade platform producing large, patterned and vascularised joint implants providing also a paradigm shift for generic automated manufacturing of organoid-based tissue implants. JOINTPROMISE paves the way for high-volume, affordable production of entire biological joints, addressing a major socioeconomic challenge of the European ageing society.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologymechanical engineeringmanufacturing engineering
- engineering and technologyenvironmental biotechnologybioremediationbioreactors
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringrobotics
- medical and health sciencesmedical biotechnologyimplants
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-SC1-2019-Single-Stage-RTD
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
3000 Leuven
Belgien