Tilbake til søkeresultatene

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale

Bioactive Bioinks for Micro Cell Manipulation

Alternativ tittel: Innkapsling av Celler i Bioaktive Strukturer på Mikroskala

Tildelt: kr 6,3 mill.

Prosjektleder:

Prosjektnummer:

314027

Prosjektperiode:

2020 - 2022

Hver dag dør pasienter i påvente av livreddende organtransplantasjon eller medisinsk behandling. Mange liv kan reddes dersom menneskelig vev og organer kan gjenskapes på laboratoriet. 3D-bioprinting og andre nye teknikker har brakt denne visjonen innen rekkevidde. Disse teknologiene tar sikte på å bygge kunstige vev- og organstrukturer som er laget av gelélignende materialer (hydrogeler) som inneholder levende menneskeceller. Imidlertid klarer ikke de nåværende metodene å fabrikkere vev med reell biologisk funksjon på grunn av mangel på metoder for å bygge levende 3D-strukturer på mikrometer-skalaen, noe som kreves for å reprodusere komplekse strukturer man finner i funksjonelle organer i kroppen, som for eksempel blodkapillærer. CLEX er en ny og banebrytende hydrogelteknologi som muliggjøre innkapsling av levende celler i hydrogel-mikrostrukturer (kuler, tråder og liknende). Ved å kombinere avanserte mikrobrikker med CLEX, kan man produsere menneskelige vevsstrukturer med dimensjoner helt nede på størrelse med diameteren til et enkelt hårstrå. I dette prosjektet, utvikler ClexBio en ny generasjon CLEX materialer samt skreddersydde mikrobrikker i samarbeid med SINTEF og NTNU. Et av målene er å evaluere strategier for å modifisere kjemien til CLEX hydrogeler for å stimulere ønsket biologisk respons og cellevekst. Selskapet har i tillegg utviklet nye produkter og prototyper for mikrofabrikasjon av kroppsvev som kan ha direkte anvendelse i testing av nye medikamenter. Disse redskapene vil fungere som byggesteiner for å lage funksjonelle kroppsvev på laboratoriet i fremtiden, både til transplantasjon, men også som erstatning av dyremodeller. BioMatrix-prosjektet har til nå muliggjort utviklingen av to helt nye metoder for å gro vev på laboratoriet, samt et nytt kommersiellt produkt. De nyutviklede metodene gjør det mulig å dyrke vev med funksjonelle egenskaper som likner vev i menneskekroppen. Metoden tillater også produksjon av fungerende blodårer i vevet, som gjør den særlig egnet til bruk i klinikk (rekonstruktiv kirurgi) eller in vitro modeller for medikament testing (organ-on-a-chip). CYTRIX; et hydrogel-kit til bruk i enkelcelle-analyse, ble i løpet av prosjektet lansert sammen med den britiske partneren Sphere Fluidics; en globalt anerkjent aktør innen enkeltcelle-teknologier. Produktet muliggjør innkapsling av levende celler i CLEX hydrogeler som etterligner kroppens naturlige ekstracellulære matriks og som dermed gir mer biologisk relevant data for kundene. Dette prosjektet har bidratt til markant fremgang innen vevsteknologier og muliggjør dermed nye og nødvendige fremskritt for å bringe funksjonelle lab-grodde vevsprøver til pasienter, eller som test-platformer for medikamenter.

he BioMatrix project formed the foundation for current and future R&D and commercial activities at ClexBio. The project developed a library of modular, bioactive biomaterials for tissue engineering and single-cell analysis applications. This resulted in new IP protecting the newly developed proprietary methods as well as a novel commercial product for the encapsulation of single-cells in physiologically relevant 3D microniches. On top of this, the project developed considerable know-how covering the production, characterization, and bio evaluation of cell-laden microgels that enable the consortium partners to continue developing further innovative solutions within biotechnology and medicine. The developed expertise and methods enable completely new approaches to (i) grow human tissues for transplantation in the lab, and (ii) analyze primary cells such as those taken from a patient biopsy in a physiologically relevant 3D environment. The new tissue engineering methods will have a global impact on both providing novel, cost-effective treatments to currently unmet medical needs and overcoming availability issues of tissue transplants. The single-cell encapsulation technologies have been made commercially available to researchers worldwide and contribute to improved diagnostics, preclinical drug development, and personalized treatment for prevalent conditions such as cancer.

CLEX BIO alongside research partners are developing innovative bioactive hydrogel materials toward tissue engineering and single-cell analysis applications. The study and manipulation of cells in three-dimensional environments is a crucial aspect of understanding cell physiology, building improved laboratory models and engineering tissues for clinical applications. Yet, attempts to engineer cellular tissue structures are presently hampered by a lack of biomaterials that can support normal cell physiology while allowing structuring into tissue-like architectures. The patented technology of CLEX BIO allows structuring of materials using microfluidic technology for encapsulation of live cells at micrometre resolution, addressing important challenges and limitations of currently available solutions. The objective of the BioMatrix project is to produce and characterise functionalised alginates in the development of generic cell- and tissue-stimulating "bioinks", that can be structurally tailored towards specific applications. The functionalisation aims at providing attachment points for cell interaction and motility within the material, and tuneable mechanical properties and biodegradability of the materials. New microfluidic devices will be developed for implementation of these bioinks with the CLEX technology to allow mild and precisely controlled encapsulation of live cells in microfibres and microspheres in processes with high throughput and reproducibility. Lastly, the project will assess cell proliferation and tissue development in vital proof-of-concept studies for benchmarking the efficacy of the bioinks and the micro-structuring technology. In addition to stimulating the commercial development and research activities of CLEX BIO, the project will address central knowledge gaps and contribute novel materials and methodology for biomaterial-based cell encapsulation and tissue engineering.

Budsjettformål:

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale