Dr hab. Marco Costantini – laureat Nagrody Prezesa Rady Ministrów 2025 za wybitne osiągnięcia naukowe

W 2025 roku Nagrodę Prezesa Rady Ministrów w kategorii za wysoko ocenione osiągnięcia naukowe będące podstawą nadania stopnia doktora habilitowanego otrzymał dr hab. Marco Costantini, kierownik grupy badawczej nr 32 w Instytucie Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie.

Jego praca habilitacyjna zatytułowana „Synteza materiałów biopolimerowych o regulowanym składzie, morfologii i właściwościach fizykochemicznych wspomagana technikami mikroprzepływowymi”, zgłoszona przez Instytut Chemii Fizycznej PAN (nauki chemiczne) i rekomendowana przez prof. dr. hab. Artura Stefankiewicza, została nagrodzona za wysoki poziom badań interdyscyplinarnych, wprowadzenie innowacyjnej metody syntezy biopolimerów o kontrolowanej strukturze i właściwościach z wykorzystaniem mikroprzepływów i biodruku 3D. Wyniki, potwierdzone publikacjami w prestiżowych czasopismach, patentem oraz międzynarodową współpracą, mają istotny potencjał wdrożeniowy w biofabrykacji, inżynierii tkankowej i medycynie regeneracyjnej.

W rozmowie dr Costantini opowiada o tym, jak jego zespół łączy naukę o materiałach z zastosowaniami biomedycznymi, o inspiracji stojącej za opracowywaniem materiałów mogących w przyszłości pomóc w regeneracji mięśni oraz o tym, jakie znaczenie ma to wyróżnienie dla rozwoju biofabrykacji w Polsce i w Europie.

O interdyscyplinarności badań

Pana badania zostały wyróżnione za wysoki poziom interdyscyplinarności i innowacyjności. Co sprawia, że podejście łączące mikroprzepływy, druk 3D i chemię polimerów wyróżnia się na tle współczesnej nauki o materiałach?

Naszym celem jest połączenie mikroprzepływów i technologii addytywnych – czyli druku 3D – w sposób synergiczny. Taka kombinacja pozwala tworzyć materiały o nowych, regulowanych właściwościach chemicznych i fizycznych, które można precyzyjnie dopasować do potrzeb inżynierii biomedycznej.

W ramach mojej habilitacji praca ta łączy dwa główne obszary: naukę o materiałach porowatych oraz zastosowania związane z układem mięśniowo-szkieletowym. Dysponujemy kluczową wiedzą technologiczną, którą wykorzystujemy w tych dziedzinach.

Naszym celem jest opracowanie materiałów o określonych właściwościach do zastosowań biomedycznych – od modeli in vitro zastępujących testy na zwierzętach po biomateriały wspomagające regenerację uszkodzonych tkanek.

Nasza wizja obejmuje zatem cały proces: od systemów in vitro po zastosowania kliniczne.

O medycznej motywacji badań

To wyróżnienie nagradza nie tylko osiągnięcie naukowe, ale także jego praktyczne znaczenie. Jakie potrzeby medyczne zainspirowały Pana badania?

Główną motywacją jest utrata funkcji mięśni, która ma katastrofalny wpływ na jakość życia pacjentów.

Istnieją choroby genetyczne – jak stwardnienie zanikowe boczne (ALS) czy dystrofie mięśniowe – których wciąż nie potrafimy wyleczyć, ale są też przypadki urazów, wypadków czy operacji, w wyniku których pacjenci tracą duże fragmenty tkanki mięśniowej. Tak rozległe uszkodzenia nie regenerują się samoistnie.

Naszym celem jest opracowanie materiałów, które mogą wspierać naprawę lub zastępować utraconą tkankę mięśniową, przywracając jej funkcję.

Pracujemy nad materiałami, które mogą integrować się z nerwami i naczyniami krwionośnymi – tak, by mogły generować siłę i zachowywać się jak prawdziwy mięsień. W modelach zwierzęcych, np. u myszy, zaobserwowaliśmy już obiecujące rezultaty. Oczywiście przeniesienie tego na poziom ludzkiego organizmu jest znacznie bardziej złożone, ponieważ ludzkie tkanki są większe, a proces wymaga pełnego unaczynienia i unerwienia.

To bardzo zaawansowana bioinżynieria, ale krok po kroku posuwamy się naprzód. Nawet modele w skali centymetrowej mają ogromne znaczenie – na przykład przyspieszają proces odkrywania nowych leków i ograniczają potrzebę testów na zwierzętach, co ma wymiar zarówno etyczny, jak i naukowy.

O znaczeniu Nagrody Prezesa Rady Ministrów

To wyróżnienie to ważny etap w Pana karierze. Co, poza osobistym sukcesem,F oznacza ono dla Pana zespołu i dla rozwoju biofabrykacji w Polsce i Europie?

To zdecydowanie duży krok naprzód. Osobiście jestem bardzo szczęśliwy, bo zaczynaliśmy zaledwie trzy lata temu – wtedy w grupie były tylko dwie osoby, dziś jest nas około dwudziestu. Udało nam się bardzo rozwinąć. Miałem też szczęście do ludzi – do świetnych współpracowników. To wyróżnienie jest tak naprawdę dla całego zespołu, bo takiego rodzaju interdyscyplinarnych badań nie da się prowadzić w pojedynkę.

Jeśli chodzi o biofabrykację, myślę, że w Polsce i w Europie jesteśmy już na wysokim poziomie. Nie lubię wielkich słów, ale to wyróżnienie pokazuje, że ta dziedzina zyskuje coraz większe uznanie. W Polsce działa kilka bardzo dobrych zespołów, a fakt, że tak nowa dyscyplina jest dostrzegana i doceniana, daje ogromną motywację.

O liderach w tej dziedzinie i pozycji Polski

Kogo uważa Pan za światowych liderów w tej dziedzinie?

To zależy od konkretnej niszy, bo każda grupa badawcza specjalizuje się w innym aspekcie – ludzkie ciało jest niezwykle złożone. Jeśli chodzi o biofabrykację mięśni, my oraz nasi najbliżsi współpracownicy należymy do czołówki. Nasza praca jest bardzo dobrze rozpoznawalna.

We wrześniu zeszłego roku współorganizowaliśmy w Polsce konferencję Biofabrication Conference i reakcje uczestników były niezwykle pozytywne – wielu badaczy było pod wrażeniem naszych wyników. Uważam, że mamy silną pozycję międzynarodową, choć trzeba pamiętać, że ten typ badań jest bardzo kosztowny. Mamy nadzieję, że uda nam się utrzymać ten poziom w nadchodzących latach.

O kulturze naukowej w Instytucie Chemii Fizycznej PAN

Prowadzi Pan badania w środowisku sprzyjającym współpracy krajowej i międzynarodowej. Co, pod względem możliwości, inspiracji i współpracy, daje Panu praca w Instytucie?

Jestem niezwykle wdzięczny Instytutowi. Po raz pierwszy trafiłem tu jeszcze w trakcie doktoratu w Rzymie, gdy zajmowałem się mikroprzepływami. Ciągle natrafiałem na publikacje prof. Piotra Garsteckiego, więc któregoś dnia po prostu przyjechałem, by go poznać – bez zapowiedzi. Przyjął mnie bardzo serdecznie i wprowadził w świat IChF.

Przez pewien czas współpracowałem z jego grupą, potem wróciłem do Włoch na staże podoktorskie. Kiedy pojawiła się okazja, by wrócić do Warszawy, nie wahałem się ani chwili. Od początku odniosłem bardzo dobre wrażenia.

W krótkim czasie udało się zrealizować wiele – Instytut był otwarty, dyrekcja zaufała moim pomysłom (pojawiły się też granty!), a wsparcie obejmowało również komercjalizację wyników badań. Najpierw byłem tu jako doktorant, potem wróciłem już jako niezależny badacz – można więc powiedzieć, że historia zatoczyła koło.

Za granicą niektórzy pytają ze zdziwieniem: „Dlaczego grupa zajmująca się biofabrykacją działa w Instytucie Chemii Fizycznej?” Odpowiadam wtedy, że zakres badań w IChF jest znacznie szerszy niż sugeruje nazwa – Instytut ma silną obecność w obszarze nauk biologicznych i biomedycznych.

Kiedy dołączyłem, byłem pod wrażeniem, jak aktywna jest tutejsza społeczność naukowa. Dziś to już dla mnie oczywistość.

O rozwoju naukowym i osobistym w Polsce

Każdy naukowiec rozwija się w miejscach, które wspierają jego pomysły. Co dała Panu Polska – naukowo i prywatnie?

Nie powiedziałbym, że to coś, czego nie mógłbym znaleźć gdzie indziej, ale kluczowymi czynnikami tutaj były zaufanie i autonomia, rozumiana jako możliwość uzyskania niezależności badawczej bardzo wcześnie. W wielu krajach proces ten trwa znacznie dłużej, a młodzi badacze przez lata pozostają częścią dużych zespołów.

W Polsce, dzięki programom Narodowego Centrum Nauki, takim jak Polonez czy Sonata, młodzi naukowcy mogą dużo szybciej rozpocząć własne projekty, budować zespoły i realizować własne pomysły. To bardzo pomogło mi w utworzeniu grupy i rozwoju tej dziedziny.

Naukowo rozwijasz się, gdy jesteś niezależny. Prywatnie – gdy kierujesz zespołem, podejmujesz decyzje i myślisz szerzej niż o własnych eksperymentach. W IChF – i ogólnie w Polsce – jest też silny nacisk na przekuwanie wyników badań w konkretne rozwiązania.

Nie mamy jeszcze własnego spin-offu, ale planujemy jego powstanie w przyszłym roku. W ostatnich latach odnotowaliśmy już znaczące przychody ze sprzedaży naszych rozwiązań, co pokazuje, że innowacja i zastosowanie mogą iść w parze.

Nie wszędzie taki model jest priorytetem. Mam tylko nadzieję, że nie zmienią się podstawowe filary systemu – szczególnie finansowanie badań podstawowych przez NCN – bo to właśnie ono otwiera drogę do kolejnych etapów rozwoju. Bez tego postęp byłby znacznie trudniejszy.

Dziękuję za rozmowę i gratuluję wyróżnienia.

Dziękuję, to była przyjemność.

Wywiad przeprowadziła dr Anna Przybyło-Józefowicz

Krótka nota biograficzna:

Dr hab. Marco Costantini ukończył chemię przemysłową na Uniwersytecie La Sapienza w Rzymie, uzyskując tytuły licencjata i magistra z wyróżnieniem (cum laude), a następnie stopień doktora w dziedzinie inżynierii chemicznej i procesowej. Po stażach podoktorskich na Politechnice Warszawskiej oraz na Uniwersytecie Campus Bio-Medico w Rzymie, dołączył do Instytutu Chemii Fizycznej PAN, gdzie obecnie kieruje grupą badawczą i pełni funkcję profesora nadzwyczajnego.

Jego badania koncentrują się na biodrukowaniu, mikroprzepływach i syntezie porowatych biomateriałów wykorzystywanych w inżynierii biomedycznej i medycynie regeneracyjnej. Jest autorem ponad 65 recenzowanych publikacji, kilku rozdziałów w książkach oraz patentów międzynarodowych.

Dr Costantini kieruje grupą badawczą nr 32 w IChF – „Wytwarzanie cyfrowe układów biomimetycznych”.