Miękka materia ziarnista i inżynieria tkankowa

Zespół badawczy nr 19

Miękka materia ziarnista i inżynieria tkankowa

Kierownik zespołu

Tematyka badawcza

Zespół zajmuje się badaniem miękkich materiałów o strukturze ziarnistej, zwłaszcza gęstych emulsji, pian i mikrohydrożeli, z myślą o ich wykorzystaniu w tworzeniu złożonych mikrokapsułek i "rusztowań" do hodowli komórkowych 3D.  Do tworzenia i kontrolowania tego typu struktur wykorzystujemy techniki mikroprzepływowe. Rozwijamy również techniki drukowania 3D przy użyciu biomateriałów, w tym drukowania struktur ziarnistych lub porowatych, oraz techniki mikrofabrykacji dla zastosowań w hodowli komórek i tkanek in vitro.

Członkowie

  • dr Jan Guzowski - Team Leader
  • dr Aleksandra Ferenc-Mrozek - Research Group Coordinator 
  • dr Katarzyna Rojek
  • dr Ronald Terrazas Mallea
  • Debjita Mukherjee, PhD Student
  • Jonathan Pullas Navarrete, PhD Student
  • Leon Jurkieicz, PhD Student
  • Paulina Musolf, PhD Student
  • Piotr Blaut, PhD Student

Badania

  • Tworzenie łańcuchów kropel w mikrokanałach i drukowanie łańcuchów kropel.
  • Relaksacja dużych agregatów kropel (N ~ 103 - 104).
  • Wytwarzanie mikrocząstek hydrożelowych i ich agregatów poprzez reinkapsulację.
  • Inkapsulacja komórek nowotworowych, śródbłonka, fibroblastów, i innych komórek w celu hodowli mikro-tkanek in vitro.
  • Hodowla sieci naczyń kapilarnych in vitro przy użyciu technik hodowli 3D na chipie.
  • Wytwarzanie włókien hydrożelowych jako rusztowań do hodowli mięśni szkieletowych in vitro.
  • Drukowanie 3D struktur porowatych o przestrzennie kontrolowanym rozmiarze porów.

Publikacje

2024

Rojek Katarzyna O.; Wrzos Antoni; Zukowski Stanisław; Bogdan Michał; Lisicki Maciej; Szymczak Piotr; Guzowski Jan , Long-term day-by-day tracking of microvascular networks sprouting in fibrin gels: From detailed morphological analyses to general growth rules , APL BIOENGINEERING , 2024, 8, 1, 16106

Rudzińska-Radecka Magdalena; Bancerowski Bartłomiej; Marczyński Robert; Mukherjee Debjita; Sikora Tomasz; Morawska Karolina; Mielczarek Agnieszka; Mozdzierski Marcin; Hajduk Bogdan; Kotowicz Beata , Evaluation of Salivary Biomarkers and Spirometry for Diagnosing COPD in Non-Smokers and Smokers of Polish Origin , BIOMEDICINES , 2024, 12, 6, 1206

Bogdan Michał; Pineda Jesus; Durve Mihir; Jurkiewicz Leon; Succi Sauro; Volpe Giovanni; Guzowski Jan , Crystallization and topology-induced dynamical heterogeneities in soft granular clusters , PHYSICAL REVIEW RESEARCH , 2024, 6, 3, L032031

2023

Aghaei-Zarch Seyed Mohsen; Alipourfard Iraj; Rasoulzadeh Hassan; Najafi Sajad; Aghaei-Zarch Fatemehsadat; Partov Saber; Movafagh Abolfazl; Jahanara Abbas; Toolabi Ali; Sheikhmohammadi Amir; Pour Najme Nezamabadi; Neghad Sam Kharazi; Ashrafi-Asgarabad Ahad

Non-coding RNAs: An emerging player in particulate matter 2.5-mediated toxicity

INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES 2023 235 123790

.

Valapil Karthika Kappalakandy; Filipiak Marcin Szymon; Rekiel Weronika; Jarosińska Elzbieta; Nogala Wojciech; Jonsson-Niedziółka Martin; Nery Emilia Witkowska         

Fabrication of ITO microelectrodes and electrode arrays using a low-cost CO2 laser plotter

LAB ON A CHIP  2023  23 17 3802-3810

.

Hosseini Arianaz; Ashraf Hami; Rahimi Fatemeh; Alipourfard Iraj; Alivirdiloo Vahid; Hashemi Behnam; Yazdani Yalda; Ghazi Farhood; Eslami Majid; Reza Mahdieh Ameri Shah; Dadashpour Mehdi

Recent advances in the detection of glioblastoma from imaging-based methods to proteomics and biosensors: A narrative review

CANCER CELL INTERNATIONAL 2023 23 1 98

.

Aslanian-kalkhoran Lida; Kamrani Amin; Alipourfard Iraj; Chakari-Khiavi Forough; Chakari-Khiavi Aref; Aghebati-Maleki Leili; Shekarchi Ali Akbar; Mehdizadeh Amir; Mojahedi Maryam; Danaii Shahla; Roshangar Leila; Heris Javad Ahmadian; Zolfaghari Mohammadali; Dolati Sanam; Soltani-Zangbar Mohammad Sadegh; Yousefi Mehdi  

The effect of lymphocyte immunotherapy (LIT) in modulating immune responses in patients with recurrent pregnancy loss (RPL)

INTERNATIONAL IMMUNOPHARMACOLOGY 2023 121 110326

.

Fardi Fatemeh; Khasraghi Leila Bahari; Shahbakhti Negin; Naseriyan Amir Salami; Najafi Sajad; Sanaaee Saameh; Alipourfard Iraj; Zamany Marzieh; Karamipour Saman; Jahani Mehdi; Majidpoor Jamal; Kalhor Kambiz; Talebi Mehrdad; Aghaei-Zarch Seyed Mohsen    

An interplay between non-coding RNAs and gut microbiota in human health

DIABETES RESEARCH AND CLINICAL PRACTICE 2023 201 110739

.

Czarnecka-Chrebelska Karolina H.; Mukherjee Debjita; Maryanchik Sofya V.; Rudzińska-Radecka Magdalena      

Biological and Genetic Mechanisms of COPD Its Diagnosis Treatment and Relationship with Lung Cancer

BIOMEDICINES 2023 11 2 448

.

Shojaee Barjoee Saeed; Azizi Mohammad; Kouhkan Mosayeb; Alipourfard Iraj; Bayat Adeleh; Shahbaz Yones Heydari; Badieefar Amir; Latif Mohd Talib             

The Impacts and Analysis of Individual and Social Risks of the Stochastic Emission of Benzene from Floating-Roof Tanks Using Response Surface Analysis and MPACT Model

ARCHIVES OF ENVIRONMENTAL CONTAMINATION AND TOXICOLOGY  2023  84 3 347-367

.

Alipourfard Iraj; Khorshidian Ayeh; Babakhanzadeh Emad; Nazari Majid

Susceptibility to azoospermia by haplotype analysis of protamine 1 and protamine 2 variants

HUMAN GENE 2023 37 201200

2022

Guzowski, J., Buda, R. J., Costantini, M., Ćwiklińska, M., Garstecki, P., & Stone, H. A.
From dynamic self-organization to avalanching instabilities in soft-granular threads.
Soft Matter, https://doi.org/10.1039/D1SM01350E

Bogdan, M., Montessori, A., Tiribocchi, A., Bonaccorso, F., Lauricella, M., Jurkiewicz, L., Succi, S., & Guzowski, J.
Stochastic Jetting and Dripping in Confined Soft Granular Flows.
Physical Review Letters,  https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.128001

Lai, Y.-K., Opalski, A. S., Garstecki, P., Derzsi, L., & Guzowski, J.
A double-step emulsification device for direct generation of double emulsions.
Soft Matter. https://doi.org/10.1039/D2SM00327A

Durve, M., Tiribocchi, A., Bonaccorso, F., Montessori, A., Lauricella, M., Bogdan, M., Guzowski, J., & Succi, S.
DropTrack-Automatic droplet tracking with YOLOv5 and DeepSORT for microfluidic applications.
Phys. Fluids, https://doi.org/10.1063/5.0097597

Rojek, K. O., Ćwiklińska, M., Kuczak, J., & Guzowski, J.
Microfluidic Formulation of Topological Hydrogels for Microtissue Engineering.
Chemical Reviews, https://doi.org/10.1021/ACS.CHEMREV.1C00798

2021

Idaszek, J., Volpi, M., Paradiso, A., Quoc, M. N., Górecka, Ż., Klak, M., Tymicki, G., Berman, A., Wierzbicki, M., Jaworski, S., Costantini, M., Kępczyńska, A., Chwalibóg, E. S., Wszoła, M., & Święszkowski, W.
Alginate-based tissue-specific bioinks for multi-material 3D-bioprinting of pancreatic islets and blood vessels: A step towards vascularized pancreas grafts.
Bioprinting, https://doi.org/10.1016/J.BPRINT.2021.E00163

Rinoldi, C., Zargarian, S. S., Nakielski, P., Li, X., Liguori, A., Petronella, F., Presutti, D., Wang, Q., Costantini, M., Sio, L. De, Gualandi, C., Ding, B., & Pierini, F.
Nanotechnology-Assisted RNA Delivery: From Nucleic Acid Therapeutics to COVID-19 Vaccines.
Small Methods, https://doi.org/10.1002/SMTD.202100402

Agarwal, T., Chiesa, I., Presutti, D., Irawan, V., Vajanthri, K. Y., Costantini, M., Nakagawa, Y., Tan, S. A., Makvandi, P., Zare, E. N., Sharifi, E., De Maria, C., Ikoma, T., & Maiti, T. K.
Recent advances in bioprinting technologies for engineering different cartilage-based tissues.
Materials Science and Engineering C, https://doi.org/10.1016/j.msec.2021.112005

Agarwal, T., Costantini, M., & Maiti, T. K.
Recent advances in tissue engineering and anticancer modalities with photosynthetic microorganisms as potent oxygen generators.
Biomedical Engineering Advances, 1, 100005. https://doi.org/10.1016/j.bea.2021.100005

Chirivì, M., Maiullari, F., Milan, M., Presutti, D., Cordiglieri, C., Crosti, M., Sarnicola, M. L., Soluri, A., Volpi, M., Święszkowski, W., Prati, D., Rizzi, M., Costantini, M., Seliktar, D., Parisi, C., Bearzi, C., & Rizzi, R.
Tumor Extracellular Matrix Stiffness Promptly Modulates the Phenotype and Gene Expression of Infiltrating T Lymphocytes.
International Journal of Molecular Sciences, https://doi.org/10.3390/ijms22115862

Basualdo, F. N. P., Mallea, R. T., Scheid, B., Bolopion, A., Gauthier, M., & Lambert, P.  

Effect of insoluble surfactants on a thermocapillary flow.  

Physics of Fluids, https://doi.org/10.1063/5.0055373 

Cidonio, G., Costantini, M., Pierini, F., Scognamiglio, C., Agarwal, T., & Barbetta, A.  

3D Printing of Biphasic Inks: Beyond Single-Scale Architectural Control.  

Journal of Materials Chemistry C, https://doi.org/10.1039/D1TC02117F 

Agarwal, T., Hann, S. Y., Chiesa, I., Cui, H., Celikkin, N., Micalizzi, S., Barbetta, A., Costantini, M., Esworthy, T., Zhang, L. G., Maria, C. De, & Maiti, T. K.  

4D printing in biomedical applications: emerging trends and technologies.  

Journal of Materials Chemistry B, https://doi.org/10.1039/D1TB01335A 

Idaszek, J., Volpi, M., Paradiso, A., Quoc, M. N., Górecka, Ż., Klak, M., Tymicki, G., Berman, A., Wierzbicki, M., Jaworski, S., Costantini, M., Kępczyńska, A., Chwalibóg, E. S., Wszoła, M., & Święszkowski, W.  

Alginate-based tissue-specific bioinks for multi-material 3D-bioprinting of pancreatic islets and blood vessels: A step towards vascularized pancreas grafts.  

Bioprinting, https://doi.org/10.1016/J.BPRINT.2021.E00163 

Rinoldi, C., Zargarian, S. S., Nakielski, P., Li, X., Liguori, A., Petronella, F., Presutti, D., Wang, Q., Costantini, M., Sio, L. De, Gualandi, C., Ding, B., & Pierini, F.  

Nanotechnology-Assisted RNA Delivery: From Nucleic Acid Therapeutics to COVID-19 Vaccines.  

Small Methods, https://doi.org/10.1002/SMTD.202100402

Celikkin, N., Presutti, D., Maiullari, F., Fornetti, E., Agarwal, T., Paradiso, A., Volpi, M., Święszkowski, W., Bearzi, C., Barbetta, A., Zhang, Y. S., Gargioli, C., Rizzi, R., & Costantini, M.
Tackling Current Biomedical Challenges With Frontier Biofabrication and Organ-On-A-Chip Technologies.
Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, https://doi.org/10.3389/FBIOE.2021.732130

Agarwal, T., Costantini, M., & Maiti, T. K.
Extrusion 3D printing with Pectin-based ink formulations: Recent trends in tissue engineering and food manufacturing.
Biomedical Engineering Advances,  https://doi.org/10.1016/J.BEA.2021.100018

Współpraca

  • Uniwersytet w Princeton, współpraca z grupą Prof. Howarda A. Stone'a nad samoorganizacją kropel w mikrokanałach.
  • Uniwersytet w Rzymie La Sapienza, współpraca z Prof. Andrea Barbetta nad syntezą materiałów makro-porowatych.
  • Uniwersytet Tor Vergata w Rzymie, współpraca z Dr Cesare Gargioli nad hodowlą komórek mięśniowych in vitro.
  • Politechnika Warszawska, współpraca z Prof. Wojciechem Święszkowskim nad drukowaniem 3D materiałów porowatych i biodrukowaniem.
  • Fundacja Badań i Rozwoju Nauk, Warszawa, współpraca z grupą Dr hab. Michała Wszoły nad wytwarzaniem sztucznych wysp trzustkowych.

Finansowanie

Program First Team Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej

Projekt nr POIR.04.04.00-00-26C7/16-00 pt. "New Applications of Droplet Microfluidics: From Biomimetics to Tissue Engineering", 2017-2021.

Program NCN Sonata Bis 9

Projekt nr 2019/34/E/ST8/00411 pt. "Drukowanie samoorganizujących się kropel: od fizycznych podstaw samoorganizacji do zastosowań w enkapsulacji komórek i badaniach przesiewowych", 2020 - 2024.

Program NCN Opus 17

Projekt nr 2019/33/B/ST8/02145 pt. "Sztuczne wyspy trzustkowe: mikrofluidyczne metody reagregacji komórek endokrynnych w drobinach hydrożeli", 2020 - 2023.

Program NCN Polonez

Projekt nr 2016/23/P/NZ1/03604 pt. "3D hybrid organ-on-chip (hOCP) platform for skeletal muscle tissue: a predictive in vitro model and an advanced tool for in vivo repair of skeletal muscle defects", 2019 - 2021.

Program NCN Sonata 14

Projekt nr 2018/31/D/ST8/03647 pt. "Engineering microvasculature via 3D bioprinting with innovative bioink additives", 2019 - 2022.