Biofabricación 3D multifuncional avanzada para la generación de tejidos cardíacos terapéuticos a escala humana modelados computacionalmente

CARDIOPRINT

Detalles del proyecto

Acrónimo: CARDIOPRINT

Fecha inicio: 01-12-2021Fecha fin: 31-12-2024

Presupuesto: 931.591 €

Presupuesto del centro: 96.886 €

Financiación: Lankidetza publiko-pribatuko ildo estrategikoak (MINECO)

Descripción

CARDIOPRINT nace con la ambición de dar un salto cualitativo en los campos de la Fabricación Aditiva y la Biofabricación de tejidos cardiacos terapéuticos humanos, tanto en el nivel tecnológico como aplicativo. El concepto global de este proyecto emprendedor es desarrollar una nueva tecnología de fabricación aditiva multifuncional capaz de proporcionar suficiente precisión para la fabricación de tejidos humanos a escala de órganos por primera vez.

La cardiopatía isquémica (IHD) es la principal causa individual de muerte en la UE. La medicina regenerativa, la terapia celular y la ingeniería de tejido cardiaco (cTE) no han tenido resultados de éxito en modelos de animales grandes o a escala humana. Los principales culpables son la falta de diseño y la ausencia de dispositivos (impresoras) capaces de proporcionar precisión suficiente para la biofabricación de tejidos de arquitectura compleja como el miocardio. En el corazón la orientación del músculo cardiaco determina no solo los ciclos fundamentales de sístole-diástole saludables, sino que también establece la jerarquía necesaria de la activación de cardiomiocitos (CM).

CARDIOPRINT coloca por primera vez el diseño en el corazón de su propósito. Para lograr este objetivo, el proyecto desarrollará un nuevo dispositivo de impresión 3D multifuncional capaz de combinar la capacidad de deposición 3D de alta precisión de Melt Electrowriting (MEW) y el electrohilado de soluciones (SE), con la capacidad de depositar en 3D una nueva biotinta con células cardiacas humanas. El principal objetivo de CARDIOPRINT es progresar en el campo de la biofabricación por el desarrollo concomitante de un nuevo dispositivo capaz de generar tejidos humanos bioartificiales con una precisión sin precedentes, además de los biomateriales cardiomiméticos necesarios y un nuevo flujo de trabajo imagen cardiaca-a-trasplante. Nuestro método se centra en crecer hacia la translación y se basará únicamente en un modelo de animal grande (cerdo).

CARDIOPRINT dará grandes pasos hacia el futuro de la búsqueda traslacional de cTE. Combina el desarrollo de las últimas innovaciones en la impresión 3D, los biomateriales y las células madre, con la capacidad del modelado computacional para proporcionar un diseño biomimético y personalizado basado en los datos cardíacos.

La impresión 3D y la bioimpresión son unas de las tecnologías más revolucionarias del siglo, con un desarrollo explosivo en la última década. Sin embargo, alcanzar la precisión 3D geométrica necesaria para la cTE es un reto que no se ha alcanzado, mientras que el desarrollo de materiales a medida de las aplicaciones, tanto polímeros como hidrogeles, también está pendiente. Nuestro proyecto no solo abordará los problemas tecnológicos relacionados con la precisión de la impresión 3D y la cartera de materiales sino que trabajará en su valorización en una enfermedad de alto impacto: IHD. Fomentaremos las nuevas tecnologías y productos con el apoyo de los conocimientos teóricos y prácticos para su translación. CARDIOPRINT logrará la valorización con su propósito de construir un corazón bioartificial de tamaño humano (BioHeart), utilizando un corazón de cerdo como análogo en la escala correspondiente. Utilizaremos datos mecánicos, funcionales y eléctricos para generar el modelo necesario con el modelado computacional de última generación. Trabajar en esta escala permitirá una translación más eficiente de los modelos cerdo-a-humano.

Participantes

Universidad de Navarra (Lider)

Universidad de Zaragoza (UNIZAR)

Instituto de Bioingeneria de Cataluña (IBEC).

LEARTIKER

CiC nanoGUNE

Instituto de investigación sanitaria Hospital Gregorio Marañon (FIBHGM)

Nadetech

Actividades realizadas por Leartiker
  • Desarrollo de hidrogeles para su uso como biotintas.
  • Desarrollo de constructos híbridos biopolímero-hidrogel.
  • Caracterización reológica y mecánica de los materiales.
  • Diseño y desarrollo de un biorreactor para estimulación auxotónica del tejido cardiaco in vitro, BioHeart.
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