Advanced degradable nanocellulose-based matrix for stem cell differentiation and burn wound healing

Avansert nedbrytbar nanocellulose-matrix for stamcelle-differensiering og tilheling av brannskader. Cellu4Heal-prosjektet går ut på å utvikle en ny, avansert behandling for alvorlige brannskader. Siden 1970-tallet har behandlingen av brannskader i stor grad basert seg på kirurgi og hudtransplantasjoner. De siste tiårene har forbedret behandling ført til færre dødsfall, men det er fortsatt et stort behov for mer effektive metoder for å bedre sårtilhelingen og gro ny hud. I denne sammenhengen har behandlinger med mesenkymale stamceller (MSC) vist lovende resultater. Tidlige studier viser at MSC kan hjelpe sår med å gro raskere og forbedre arrkvaliteten over tid. Imidlertid gjenstår utfordringen med å levere disse cellene til såret på en god og sikker måte. Cellu4Heal-prosjektet utvikler en biologisk nedbrytbar gel, kalt Cellu4Heal matrix, laget av et naturlig materiale (nanocellulose). Denne gelen er designet for å bli trygt absorbert av kroppen, og vil bidra til å fremskynde sårtilhelingen, redusere betennelse og motvirke arrdannelse. Med gelen vil man kunne levere MSC direkte til såret, noe som kan føre til raskere bedring og bedre langtidsresultater for pasientene. Gjennom prosjektet vil det også bli utviklet et smart spraysystem for å påføre behandlingen på sår på en enkel og effektiv måte. Denne innovative tilnærmingen kan i stor grad redusere risikoen og komplikasjonene knyttet til alvorlige brannskader, forbedre overlevelsesraten og betydelig øke pasientenes livskvalitet. Prosjektet er et samarbeid mellom Universitetet i Bergen (UiB, Norge), Haukeland Universitetssjukehus (HUS, Norge), RISE PFI (Norge), National University of Science and Technology Politehnica Bucharest (UPB, Romania), Universitetet i Helsinki (UH, Finland) og en industriell partner (Alginor Biorefinery AS (ABR AS), Norge).

Since the 1970s, large burn wounds have been treated with essentially the same strategies including surgical excision and grafting. Although later improvements in intensive care have led to decreased mortality, there is a great need for further advancements in wound healing and skin regeneration. In recent years, the use of mesenchymal stem cells (MSC) in the treatment of burns has gained increasing attention. Preclinical studies have indicated both local improvements in burn wound healing and long-term improvements in scar quality and contractures. However, there is a lack of a functional matrix for accurate dosing and delivery of MSC to the wound, and the optimal clinical administration system for MSC therapy is yet to be developed. Our project aims to develop and validate an advanced hydrogel matrix based on nanocellulose (CNF) (Cellu4Heal matrix) innovatively engineered with biodegradability and antibacterial properties that specifically meets the requirements of MSC delivery and therapeutically modifies the burn wound environment. The Cellu4Heal matrix can be utilized for accurate dose-controlled administration of MSC therapy to facilitate and promote skin regeneration of severe burn injuries. The Cellu4Heal project will develop an advanced degradable nanocellulose-based scaffolding material that is biocompatible and will add the novelty of built in properties of biodegradability to avoid remaining foreign material in the body beyond the period needed for the cell therapy to exert its sought effects of supporting skin regeneration. In addition, a novel intelligent spray-on delivery system will be developed for controlled administration of the Cellu4Heal matrix on the wounds. The project is a collaboration between University of Bergen (UiB, Norway), RISE PFI (Norway), National University of Science and Technology Politehnica Bucharest (UPB, Romania), University of Helsinki (UH, Finland) and an industrial partner (Alginor Biorefinery AS (ABR AS), Norway).