NAERINGSPH-Nærings-phd

Behandling av skjelettdefekter er en stor samfunnskostnad, og med en økt andel eldre i befolkningen øker behovet for behandling betraktelig. Det gir en stor etterspørsel for nye og bedre medisinske produkter, helst gjennom minimalt invasive metoder for kortere sykehusopphold. Samtidig begrenser det nye EU regelverket bruken av menneske- og dyrederiverte produkter, som øker behovet for velfungerende, syntetiske biomaterialer. Målet med dette prosjektet er å lage en hydrogel som kan injiseres direkte inn i defektområdet for rask regenerasjon av skadet benvev. For å stimulere benvekst vil vi bruke et celle-vennlige polymer blandet med inorganiske partikler og et bioaktivt biomolekyl. Prosjektet er ledet av Material Biomimetic AS som står for biomateriale og kommersiell ekspertise. Vi samarbeider med Politecnico di Milano som står for ekspertise på hydrogels og det Odontologiske Institutt, Universitetet i Oslo som står for det kliniske perspektivet og in vitro testing av produktkandidatene. PhD graden blir en dobbelgrad, der kandidanten vil forsvare sin avhandling både i Milano og i Oslo I perioden er det blitt forsket på ulike kombinasjoner av hydrogeler og alternativer til nuklearingsagent i hydrogelen. Det er fullført ein avansert in silico modellinger på hvordan dette systemet vil påvirke biomineralisering.

In this project, we aim to develop an injectable biocompatible hydrogel loaded with a bioactive peptide (NuPep™) that can be injected directly into the bone or at defect site to quickly regenerate bone. Injectable scaffolds play an important role in tissue regeneration since they provide numerous advantages over pre-formed scaffolds and are currently used for regeneration of craniofacial and dental tissues, which consist of alveolar bone, temporo-mandibular joint, periodontal ligament, dentin, and pulp. We aim hope that the gel developed can be used for this type of application, but also for orthopaedic application, which tends to be more technologically challenging. A very interesting orthopaedic application is intercage filling in spinal fusion, which is estimated to be a €1.15Bn European market that grows by more than 8% every year . Many hydrogels are used in synthetic ECM, some are even commercially available, like TrueGel3D, which is a blend of dextran, polyvinylalcohol and polyethyleneglycol (PEG). Gelation speed, gel stiffness and the density of cell binding motifs can be fine-tuned by adjusting the amount of cross-linker, while thiol-reactive cross-linkers, photo-, enzyme or thermosensitive cross-linkers can be used to modulate the local network density to affect cell behaviour. There is not a universal hydrogel for every cell type, but synthetic gels offer consistency between experiments as fine-tuning of microenvironments around cells and tissue occurs. A very important aspect is the cross-linking of the gel. Hydrogels prepared by physically crosslinked methods are usually reversible gels and are relatively easy to produce without any crosslinking agents during synthesis process but are usually associated with a quick degradation. Alternatively, chemically crosslinked hydrogels are stable elements as the covalent bonds exist in between the polymer chains, giving them a longer degradation time.