< Terug naar vorige pagina

Project

Multifunctionele nanodeeltjes-hydrogelcomposieten voor tissue engineering

In levende weefsels worden cellulaire organisatie en functies gecontroleerd door dynamisch veranderende extracellulaire matrices (ECM's). Multifunctionele en multischalige ECM's presenteren fysisch-chemische aanwijzingen die de cellulaire functies stimuleren door middel van mechanische en biochemische interacties. Bovendien zijn veranderingen in de mechanische eigenschappen van de matrix in verband gebracht met cellulaire ontsteking en ziekte, hoewel het onduidelijk is of deze veranderingen oorzakelijk zijn of eerder het gevolg zijn van ontstekingsprocessen. Daarom is het begrijpen van cel-matrix-interacties essentieel voor de ontwikkeling van regeneratieve therapieën en screeningplatforms, zoals orgaan-op-chip-platforms. In dergelijke systemen komen stimulusgevoelige hydrogels naar voren als veelbelovende ECM-materiaalkandidaten vanwege de gelijkenis van hun mechanische en chemische eigenschappen met die van natuurlijke matrices en vanwege de mogelijkheid om deze eigenschappen dynamisch te veranderen. Dit project zal zich richten op de constructie van 3D-neuronale matrices op basis van nanocellulose-bevattende hydrogels, waarbij anisotrope vezeluitlijning wordt gebruikt om celpolarisatie en -groei te sturen, terwijl geconjugeerde optisch actieve nanodeeltjes biofysische stimuli afgeven (dwz mechanische spanning, temperatuurgradiënten) en voel celreacties. Concreet zullen we anorganische nanodeeltjes (gouden nanodeeltjes, kwantumdots en colloïdale fotonische kristallen) opnemen in hydrogelmaterialen en in situ optische modulatie uitvoeren van de cel- en matrixeigenschappen samen met de activiteitsuitlezing. Door optische nanodeeltjes in de hydrogel ECM's op te nemen, zullen we plasmonische verwarming toepassen om temperatuurgradiënten in 3D-matrices te creëren. Aangezien de grootte-afhankelijke opto-elektronische eigenschappen (bijv.QD fotoluminescentie) worden beïnvloed door fysisch-chemische veranderingen (bijv. PH, spanning en temperatuur, ionconcentraties) in hun omgeving, kunnen dergelijke deeltjes ook worden gebruikt als ultragevoelige detectoren van cellulaire signalen. Deze technologieën zijn erg belangrijk voor de ontwikkeling van orgaan-op-chip-platforms die efficiëntere en kosteneffectievere systemen kunnen bieden die een betere menselijke fysiologie repliceren in toepassingen zoals toxicologie, ziekteonderzoek, biomarker en geneesmiddelenontdekking enz.

Datum:23 mrt 2021 →  Heden
Trefwoorden:Nanoparticle (bio)functionalization
Disciplines:Biomaterialen
Project type:PhD project