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 Michał Bogdan
  • mgr Nehar Celikkin
  • dr Marco Costantini
  • mgr Monika Ćwiklińska
  • dr Amirian Jhaleh
  • dr Marcin Szymon Filipiak
  • dr Ronald Terrazas Mallea
  • dr Dario Presutti
  • dr Katarzyna Rojek
  • mgr Debjita Mukherjee
  • mgr Jonathan Pullas Navarrete
  • mgr Julia Kuczak

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

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

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.