Immunozgodne hybrydowe rusztowania hydrożelowe nowej generacji do odbudowy dużych ubytków kości poprzez kostnienie na podłożu chrzęstnym

Akronim: ENDOBONE
Numer: POLTAJ10/2022/52/ENDOBONE/2023
Program/Konkurs: X konkurs na wspólne projekty bilateralne w ramach współpracy polsko-tajwańskiej (2022)
Jednostka finansująca: NCBR
Kierownik projektu: dr inż. Joanna Idaszek
Czas realizacji: 01.06.2023 – 31.05.2026
Wartość dofinansowania: 416 750,00 zł
Całkowity koszt inwestycji: 416 750,00 zł  

Opis:  

Ubytki kostne u pacjentów pediatrycznych przekraczające rozmiar krytyczny (niezdolne do samoistnej regeneracji) powstałe w wyniku urazu lub wad wrodzonych (np. rozszczep podniebienia) wymagają zastosowania przeszczepów kostnych lub ich syntetycznych substytutów. Wyzwanie w ortopedii dziecięcej z zastosowanie substytutów przeszczepów polega na tym, aby nie utrudniały one naturalnego wzrostu kości, lecz ulegały biodegradacji lub były w stanie zrosnąć się z kością biorcy w miejscu ubytku.  

Dlatego celem tego projektu jest opracowanie nowego podejścia do regeneracji tkanki kostnej u pacjentów pediatrycznych z wykorzystaniem mechanizmu kostnienia śródchrzęstnego. 

Substytuty kości „rosnące” z chorym zostaną wytworzone poprzez opracowanie immunokompetentnego hybrydowego produktu inżynierii tkankowej (PIT) nowej generacji. Jako jeden ze składników PIT, wykorzystamy osteoiduktywną, decelularyzowaną macierz zewnątrzkomórkową kości (bdECM). W celu poprawienia właściwości mechanicznych hydrożelu z bdECM, zostanie on wzmocniony za pomocą biodegradowalnych rusztowań z polikaprolaktonu (PCL) wytworzonych za pomocą techniki elektropisania stopem polimeru (ang. melt electrowriting, MEW) oraz ekstrakcji rozpuszczalnikiem na zimno. Po dokładnej charakteryzacji właściwości mechanicznych i fizykochemicznych rusztowań hybrydowych, osteoindukcyjne rusztowania hybrydowe zostaną połączone z immunokompetentnymi komórkami macierzystymi, tj. uniwersalnymi indukowanymi pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi (HIPSC) i autologicznymi mezenchymalnymi komórkami macierzystymi (HMSC), i poddane różnicowaniu w kierunku komórek chrzęstnych. Potencjał PIT do tworzenia kości zostanie zbadany in vivo w miejscu ektopowym. 

Projekt jest realizowany jest we współpracy z Department of Chemical & Materials Engineering, National Central University (NCU) na Tajwanie.