Novel Scaffold-based Tissue Engineering Approaches to Healing and Regeneration of Tendons and Ligaments

Akronim: START
Numer: STRATEGMED1/233224/10/NCBR/2014
Program/Konkurs: STRATEGMED1
Jednostka finansująca: NCBR
Kierownik projektu: dr hab. inż. Wojciech Święszkowski, prof. PW
Funkcja: lider
Czas realizacji: 2014-2018

Opis
Projekt START korzysta z najnowszych osiągnięć i wiedzy w dziedzinie inżynierii materiałowej, nanotechnologii i medycyny, łącząc je z technikami biologii komórkowej i obrazowania w celu opracowania udoskonalonego sposobu leczenia dla pacjentów ze zdegenerowanymi/ uszkodzonymi tkankami miękkimi układu mięśnio-szkieletowego jakimi są ścięgna i więzadła. Mimo postępów w leczeniu urazów tych tkanek, kwestia optymalnej metody ich leczenia nie została nadal rozwiązana. Głównym celem projektu jest opracowanie nowatorskich metod inżynierii tkankowej wspomagających gojenie i regenerację ścięgien i więzadeł. Spersonalizowana metoda inżynierii tkankowej sterowanej in-situ poprawi regenerację ścięgien/więzadeł poprzez zastosowanie terapii z podawaniem komórek macierzystych poprzez zastosowanie nastrzyków oraz inteligentnych trójwymiarowych rusztowań komórkowych (skafoldów). Rusztowania o złożonej bio-mimetycznej mikro- i nano-strukturze oraz składzie chemicznym dostarczą do miejsca leczenia niezbędne czynniki biologiczne oraz komórki macierzyste pochodzące z tłuszczu (ADSC). Takie skafoldy „na miarę” zapewnią sprzyjające warunki do regeneracji tkanki, angażując dodatkowo endogenne komórki macierzyste/progenitorowe organizmu do wspólnego formowania tkanki. Dodatkowo rusztowanie tkankowe ze względu na swoją specjalną konstrukcję pozwoli na ciągłą modulację procesu regeneracji poprzez dostarczanie bezpośrednio w miejsce uszkodzenia, komórek macierzystych, cytokin oraz mechaniczną stymulację tkanki w trakcie całego okresu terapii. Modulacja ta zależeć będzie od etapu odbudowy tkanki oraz wyników analizy biomarkerów in situ. Metoda inżynierii tkankowej sterowanej in-situ wymagać będzie opracowania nowych nieinwazyjnych technik obrazowania i metod analitycznych monitorowania procesu regeneracji tkanek. Realizacja tego typu interdyscyplinarnych strategii dla inżynierii tkankowej powinna znacznie poprawić skuteczność leczenia schorzeń ścięgien i więzadeł.

Realizacja projektu pozwoli na uzyskanie fundamentalnej wiedzy na temat regeneracji ścięgien i więzadeł, która będzie mogła zostać wykorzystana w praktyce klinicznej. Zaprojektowane trójwymiarowe rusztowania tkankowe na bazie syntetycznych i naturalnych biomateriałów wzbogacone w cytokiny oraz komórki macierzyste pozwolą na opracowanie skutecznej metody leczenia/odbudowy uszkodzonych tkanek. Ponadto, opracowana w ramach projektu trójwymiarowa metoda monitorowania oraz analizy danych bazująca na zastosowaniu mikrotomografii oraz ultratomografii pozwoli na nieinwazyjne obserwowanie oraz ocenę tkanek podczas gojenia i regeneracji w warunkach klinicznych.