Opracowanie nowatorskich biomateriałów do biodruku 3D konstruktów sercowo-naczyniowych

W Laboratorium Biomateriałów i Biofabrykacji (@JagodaLab) rozwijamy zaawansowane kompozycje biomateriałów, które wykorzystujemy do biodruku 3D konstruktów tkankowych. Takie konstrukty znajdują zastosowanie m.in. w urządzeniach typu organ-on-a-chip, modelach tkankowych oraz w badaniach przedklinicznych na modelach zwierzęcych. Projektowane materiały dedykowane są przede wszystkim zastosowaniom w inżynierii tkanki sercowo-naczyniowej.

Aktualnie realizujemy dwa granty badawcze:

1. Grant Sonata „Opracowanie i charakterystyka nowego biotuszu do wytwarzania drukowanych 3D biosztucznych protez pulsacyjnych do zastosowań w inżynierii tkankowej - PulsBioInk” (2022/47/D/ST5/03467) finansowany przez Narodowe Centrum Nauki (NCN) (2024-2027).
2. Grant „Opracowanie dwuskładnikowego hybrydowego biotuszu do biodruku 3D unaczynionych konstruktów” (FENG.02.02-IP.05-0045/23) (2025-2029). Projekt badawczo-rozwojowy z potencjałem wdrożeniowym finansowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej (FNP) w ramach programu First Team, współfinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Funduszy Europejskich dla Nowoczesnej Gospodarki (FENG).

Grupa Biomaterials & Biofabrication aktywnie współpracuje z partnerami międzynarodowymi w ramach projektów badawczych, m.in. z University of Michigan (Joerg Lahann, projekt Sonata NCN), Universidad de Valladolid (Jose Carlos Rodriguez Cabello), Åbo Akademi University (Xiaoju Wang), Bellvitge Biomedical Research Institute – IDIBELL (Angel Raya) oraz University of Colorado Boulder (Jason Burdick) w ramach projektu First Team FENG.

Grupa badawcza

Kierownik Laboratorium: dr Jagoda Litowczenko-Cybulska
Postdoc – dr  Abhishek Indurkar
Postdoc – dr Vanessa Almonti
Postdoc – dr Shahrbanoo Jahangir
Doktorant – Hawrez Ismael
Studentka – Aryna Shakun

Prowadzimy obecnie rekrutacje na stanowisko postdoc, doktoranta, magistranta – szczegóły na stronie grupy.

Laboratorium JagodaLab – Nowoczesne technologie biodruku i hodowli tkankowej

Drukarka 3D do biodruku metodą ekstruzji – Cellink BioX2

Umożliwia precyzyjne tworzenie struktur 3D z komórek i biomateriałów poprzez kontrolowane ekstruzję materiału warstwa po warstwie. System ten oferuje możliwość pracy z różnorodnymi materiałami, w tym bioinkami, oraz integrację z systemami mikroskalowymi. Jednym z kluczowych elementów BioX2 jest możliwość wymiany dysz drukujących, co pozwala na dostosowanie urządzenia do różnych aplikacji. Dostępne są m.in. dysze pneumatyczne, elektro-rozpylające oraz termoplastyczne, umożliwiające precyzyjne kontrolowanie procesu druku w zależności od właściwości używanego materiału. Dzięki temu, BioX2 zapewnia elastyczność i wszechstronność w realizacji różnorodnych projektów z zakresu inżynierii tkankowej i medycyny regeneracyjnej.

Drukarki 3D typu light-based – UV-based printing z fotoczułymi żywicami

Systemy te wykorzystują UV do utwardzania fotoczułych żywic, umożliwiając precyzyjne tworzenie struktur o wysokiej rozdzielczości.

Pierwsza w Polsce wolumetryczna biodrukarka 3D

Biodrukarka objętościowa – to innowacyjne urządzenie wykorzystujące technologię tomograficznego druku objętościowego (volumetric printing, VAM). W odróżnieniu od tradycyjnych metod, które budują obiekt warstwa po warstwie, VAM umożliwia jednoczesne utwardzanie całej objętości materiału fotoczułego poprzez naświetlanie go światłem o określonej długości fali z różnych kątów. Dzięki temu procesowi możliwe jest tworzenie skomplikowanych struktur w skali centymetrowej w zaledwie kilkadziesiąt sekund, z wysoką rozdzielczością optyczną w skali mikrometrycznej. Technologia ta jest szczególnie przydatna w inżynierii tkankowej, umożliwiając precyzyjne modelowanie wewnętrznych struktur tkanek, co jest istotne w medycynie regeneracyjnej.

Systemy perfuzyjne do hodowli długoterminowej konstrukcji tkankowych

Systemy perfuzyjne, takie jak Tubular Perfusion System (TPS), stanowią kluczowy element w hodowli trójwymiarowych konstrukcji tkankowych. Dzięki ciągłemu przepływowi medium przez hodowane tkanki, zapewniają one efektywne dostarczanie substancji odżywczych oraz usuwanie produktów przemiany materii. Takie warunki sprzyjają długoterminowej hodowli komórek, ich proliferacji oraz różnicowaniu.

W naszym laboratorium wykorzystujemy systemy TPS do hodowli komórek w trójwymiarowych rusztowaniach, co pozwala na lepsze odwzorowanie warunków fizjologicznych. Dodatkowo, stosujemy technologie lab-on-a-chip, które umożliwiają precyzyjne kontrolowanie mikrośrodowiska hodowli oraz monitorowanie parametrów takich jak pH, temperatura czy stężenie tlenu.

Integracja tych systemów z technologią druku 3D pozwala na tworzenie złożonych modeli tkankowych i ich hodowle w zaprojektowanym środowisku.

Kontakt

Osoba do kontaktu:
Jagoda Litowczenko-Cybulska, PhD
E-mail: jagoda.litowczenko@amu.edu.pl

Strona www: https://jagodalab.web.amu.edu.pl/projects/