Sursă de finanțare: Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării (UEFISCDI)
Codul proiectului: PN-II-PT-PCCA-2013-4-0816
Nr de contract: 201 din 1 iulie 2014
Titlul proiectului: Designul rațional și sinteza unor suporturi inteligente bioactive pentru tratamentul personalizat al plăgilor cutanate acute și cronice (ZETTAskin).
Obiectivul proiectului:
Obiectivul principal al acestui proiect este realizarea unui protocol pentru un tratament îmbunătățit și personalizat al plăgilor acute și cronice utilizand suporturi pe bază de colagen-polizaharide sub forma de scaffold-uri bioactive poroase stratificate (ZETTAskin).
Descrierea proiectului:
ZETTAskin propune un tratament nou/inovator personalizat pentru vindecarea rănilor dezvoltat de chirurgi esteticieni și plasticieni români și furnizori de asistență medicală, cu sprijinul biologilor și cercetătorilor în știința materialelor: protocol complet pentru vindecarea rănilor, folosind produse destinate pielii și acte chirurgicale personalizate pentru tratamentul inițial al rănii, recoltare a materialului celular autolog și încărcarea acestuia în substraturi personalizate, urmată de aplicare și urmărirea progresului vindecării rănilor.
Substraturile și protocoalele de preparare pentru nevoi personalizate predefinite (de exemplu: forma, dimensiune) vor fi de asemenea furnizate. Forța motoare din spatele acestor grefe de piele inedite, de înaltă performanță, provine dintr-o strategie inovatoare, bazată pe efectele de sinergie ale:
(i) folosirii matricilor cu proprietăți chimice, fizice și mecanice predefinite ce asigură suport structural inițial pentru ghidarea formării de țesut și
(ii) utilizării de conținut celular autolog pentru inducerea celei mai bune vindecări posibile.
În plus, aceste produse de bioinginerie vor fi rentabile, ușor de produs, de sterilizat, și de manevrat de către chirurgi. În plus față de noutatea abordării, ZETTAskin are exclusivitate în România deoarece această cercetare nu a fost înca dezvoltată de alți oameni de știință români. Substraturile polimerice vor fi realizate din sisteme multicomponent pe bază de colagen, alginat și acid hialuronic; matricile vor fi prelucrate sub formă de rețele laxe cu porozitate progresivă, în creștere de jos (pori mari) în sus (strat dens), pentru a imita arhitectura naturală. Designul substraturilor este realizat la nivel macro-, micro și molecular pentru găzduirea optimă de celule autologe și țesut adipos. Controlul efectului concertat al parametrilor de sinteză și prelucrare asupra functionalității generale și arhitecturii substratului este considerat ca fiind o provocare, însă cu riscuri controlate. ZETTAskin oferă suporturi solide 3D stratificate, cu porozitate și funcționalitate progresive de-a lungul grosimii grefei. Principalul progres adus de produsele ZETTAskin este reprezentat de inducerea vindecării optime a rănilor (imposibil de soluționat prin terapiile existente sau conventionale) ca urmare a utilizării celulelor și tesutului adipos proprii pacienților.
Personalizarea produselor de bioinginerie provine simultan din:
1) dimensiune predefinită, grosime și proprietăți controlate ale substraturilor pentru fiecare nevoie clinică
2) încarcarea cu celulele proprii pacientului.
Strategia noastră depășește produsele/ terapiile existente datorită costurilor semnificativ mai mici, disponibilității ridicate și performanțelor îmbunătățite. Zettaskin oferă speranță pentru situațiile clinice fără soluție în prezent. Pluridisciplinaritatea și complementaritatea Consortiului asigură cunoștințele științifice și tehnice necesare pentru obținerea unui produs de succes, ce va conduce la progrese semnificative în inginerea pielii. Aceasta acțiune nu va dubla eforturile susținute de către alte organisme de finanțare și va completa proiectele existente. ZETTAskin va întări colaborarea între echipele românesti, contribuind în mod semnificativ la un domeniu de cercetare intra-EU mai structurat și coerent, cu toate beneficiile adiționale: oameni de știință competitivi, cu calificari multi- și inter-disciplinare, transfer de cunoștințe, știință la nivel ridicat transferata în curricula academică. Obiectivele noastre strategice sunt direct legate de acestă competiție, care are drept scop consolidarea cercetării și dezvoltării prin găsirea de soluții pentru probleme socio-economice relevante, care să conducă la tehnologii/produse inovatoare în vederea creșterii competitivității economiei românești. Propunerea este perfect integrată în strategiile naționale și europene referitoare la biotehnologie pentru îmbunătățirea sănătății și calității vieții.
Echipa de cercetare :
Coordonator – UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE „CAROL DAVILA”
Prof. Dr. Ioan Lascar – director proiect
Partener 1 – UNIVERSITATEA POLITEHNICĂ DIN BUCUREȘTI
Conf. Dr. Cristina-Izabela Stancu – Responsabil proiect P1
Partener (P2) – INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU TEXTILE ȘI PIELĂRIE, SUCURSALA INSTITUTUL DE CERCETARE PIELĂRIE – ÎNCĂLȚĂMINTE
Dr. Chim. Mădălina Georgiana ALBU
Partener (P3) – INSTITUTUL DE BIOLOGIE ȘI PATOLOGIE CELULARĂ ,,NICOLAE SIMIONESCU”
Dr. Biol. Irina TITORENCU
Partener (P4) – LMS PLASTIC SURGERY CLINIQUE SRL
Dr. Dragos George ZAMFIRESCU
Rezultatele proiectului :
- Rezultate preconizate
– tehnologie de laborator pentru obținerea modelului funcțional ZettaSkin;
– protocol selecție subiecți umani;
– protocol recoltare celule epiteliale umane;
– protocol cultivare celule epiteliale umane;
– raport de testare pre-clinica pe animale;
– protocol de populare cu celule autologe;
– protocol de tratament;
– raport investigație clinică;
– fișa de produs, specificație tehnică;
– manual de utilizare și instruire;
– studiu de fezabilitate pentru produs și tratament;
– articol trimis spre publicare;
– participări la conferințe / simpozioane.
2. Rapoartele de activitate
Raport de activitate Etapa 1
Raport de activitate Etapa 2
Raport de activitate Etapa 3
Raport de activitate Etapa 4
3. Rezultatele obţinute
Rezultate obținute Etapa 1
– Analiza cazuistica si clasificarea gravitatii leziunilor
– Solutii de scaffold-uri stratificate poroase care imita matricea extracelulara
– Protocoale experimentale pentru testarea fractiei de gel, a afinitatii fata de medii apoase, elasticitatii, capacitatii de generare a substraturilor poroase prin liofilizare.
– Protocoale experimentale pentru testarea citotoxicitatii.
REZULTATELE ETAPEI 2
– 1 tehnologie de laborator;
– rapoarte de incercari fizico-chimice, morfologice si structurale;
– rapoarte de incercari pentru testarea in vitro a citotoxicitatii;
– 1 protocol selectie subiecti umani;
– 1 protocol recoltare celule epiteliale/ keratinocite umane;
– 1 protocol cultivare celule epiteliale/ keratinocite umane;
– 1 model experimental (ME);
– 1 articol trimis spre publicare, participari la conferinte / simpozioane.
DISEMINAREA REZULTATELOR ETAPEI 2
In aceasta etapa, diseminarea s-a efactuat prin participarea la conferinte internationale si publicarea/trimiterea spre publicare a unui articol in reviste ISI, dupa cum urmeaza:
Articole:
1. A. Serafim, D.G. Petre, A. Lungu, H.E. Cioflan, I-C. Stancu, Hybrid Hydrogels Intended as Scaffolds for Soft Tissue Repair, Key Engineering Materials, 2015, vol 638, pp. 54-61.
2. M.G. Albu, M.V. Ghica, G.A. Stefanescu, M. Hodorogea, M.M. Marin, S. Marin, E. Danila, S. Voicu, A.G. Simonca, L. Popa, Design and characterization of collagen-sodium carboxymthylcellulose-lidocaine 3D composites for wound management, 2015, trimis spre publicare in Key Materials Engineering.
Participare la simpozioane/conferinte:
1. M.V. Ghica, M.G. Albu, D.A. Kaya, Ş. Öztürk, L. Popa, A. Ortan, Collagen-lavandula oil-niflumic acid delivery systems, The Second Mediterranean Symposium on Medicinal and Aromatic Plants (MESMAP-2), Antalya, Turcia, 22-25 aprilie 2015. – POSTER
2. M.G. Albu, D.A. Kaya, Z. Vuluga, I. Titorencu, G. Paunica-Panea, V. Constantin, Collagen biomaterials for wound healing, International Workshop Young Scientists Joining Forces for Excellence in Biomaterials Research, Bucharest, 28-29 mai 2015. – LUCRARE INVITATA
3. M.G. Albu, M.V. Ghica, G.A. Stefanescu, M. Hodorogea,L. Popa, C. Chelaru, MM. Marin, S. Marin, Design and characterization of collagen-sodium carboxymthylcellulose-lidocaine 3D composites for wound management, International Seminar on Biomaterials & Regenerative Medicine, 17-19 septembrie 2015, Oradea. _POSTER
4. M.G. Albu, A. Kaya, T. Vladkora, N. Duran, I. Ivanova, M.V. Ghica, Antimicrobial Collagen Biomaterials, International Seminar on Biomaterials & Regenerative Medicine, 17-19 septembrie 2015, Oradea. – LUCRARE INVITATA
5. A. Serafim, S. Cecoltan, E. Vasile, I.-C. Stancu, Toolbox of Gelatin-Poly(Vinylpirrolidone) Layers with Various Architecture for Skin Regeneration, 27th European Conference on Biomaterials, Krakow, Poland, 30th August – 3rd September 2015 – POSTER.
6. A. Cernencu, A. Lungu, H. Iovu, Design of Cellulose-based Films for Regenerative Medicine Applications, RICCCE 2015, septembrie, 2-5, Sibiu, Romania – POSTER.
7. A. Serafim, S. Cecoltan, G. Vlasceanu, E. Vasile, I-C. Stancu, Gelatin-based fibrous scaffolds for multilayer porous structures, YOUNG SCIENTISTS JOINING FORCES FOR EXCELLENCE IN BIOMATERIALS RESEARCH, 28-29 mai 2015 Bucuresti, Romania – POSTER.
8. D.M. Dragusin, S. Van Vlierberghe, P. Dubruel, H. Declercq, M. Cornelissen, I.-C. Stancu, Enhanced cells – gelatin/pHEMA hydrogel interactionsdue to fibronectin physical immobilization, RICCCE 2015, septembrie, 2-5, Sibiu, Romania – PREZENTARE ORALA.
9. D.G. Zamfirescu, Application of bioingineering in plastic surgery, YOUNG SCIENTISTS JOINING FORCES FOR EXCELLENCE IN BIOMATERIALS RESEARCH, 28-29 mai 2015 Bucuresti, Romania – PREZENTARE ORALA.
Participare la conferințe internaționale:
1. V.D. Constantin, B. Socea, A. Carap, A. Ciudin, Ghe. Popescu, M.G. Albu, Biocompatibility – revolving issue for biomaterials in contaminated fields: novel therapeutic solutions for complicated incisional hernias,Proceedings of ICAMS 2014 – 5th International Conference on Advanced Materials and Systems, 2014, 171-176.
2. M.V. Ghica, D.A. Kaya, M.G. Albu, L. Popa, C. Dinu-Pirvu, I. Cristescu, D.I. Udeanu, Ibuprofen-collagen sponges for wound healing,Proceedings of ICAMS 2014 – 5th International Conference on Advanced Materials and Systems, 2014, 213-218.
3. M.G. Albu, Collagen-based biomaterials for tissue regeneration, „Biomaterials, Tissue Engineering & Medical Devices” (BiomMedD’2014), Constanța, 17-20 septembrie 2014. – INVITED SPEAKER.
4. M.G. Albu, From idea to product: successful story of Romanian collagen wound dressings on European medical market, WORKSHOP – SME’s & Research Opportunities in the Field of Biomaterials and Medical Devices, Constanța, 17-20 septembrie 2014 – CHAIRMAN OF WORKSHOP.
REZULTATELE ETAPEI 3
– 1 model functional de substituent Zettaskin;
– rapoarte de incercari de biodegradabilitate;
– 1 raport de testare pre-clinicapeanimale
– 1 protocol de populare cu celuleautologe;
– 1 protocol de tratament;
– 1 articoltrimissprepublicare;
– participari la conferinte / simpozioane.
DISEMINAREA REZULTATELOR ETAPEI 3
Articole
1. M.G. Albu, M.V. Ghica, G.A. Stefanescu, M. Hodorogea, M.M. Marin, S. Marin, E. Danila, S. Voicu, A.G. Simonca, L. Popa, Design and characterization of collagensodium carboxymethylcellulose-lidocaine 3D composites for wound management, Key Engineering Materials, 2016, 695, 309-316.
2. N. Merdele, S. Marin, M. M. Marin, E. Danila, O. Merdele, M.G. Albu Kaya, M. V. Ghica, Innovative Biomaterials Based on Collagen-Hydroxyapatite and Doxycycline for Bone Regeneration, Advances in Materials Science and Engineering, 2016, Article ID 3452171, 5 pagini.
3. V. Pruna, I. Titorencu, M.G. Albu, A. Lungu, V.V. Jinga, R. Radulescu, The osteoinductive potential of collagen based scaffolds for human mesenchymal stromal cells depends on scaffold composition and on the source of the cells; the need for personalized tests Annals of R. S. C. B., XX(2), 2016, 20-28.
4. D-M Dragusin, F. Curti, S. Cecoltan, D. Sarghiuta, L. Maria Butac, E. Vasile, I-C Stancu, Biocomposites based on biogenous mineral for inducing biomimetic mineralization, Revista de Materiale Plastice, acceptat spre publicare.
Capitol carte
1. N. Alexandru, I. Titorencu, S. Frunzã, E. Bãdilã, A. Georgescu, Endothelial Progenitor Cell Dysfunction In The Pathogenesis Of Vascular Complications Of Diabetes, “Advances in biochemistry in health and disease”, Ed C.C. Kartha, S. Ramachandran, M Radhakrishna Pillai, Springer, trimis spre publicare
Conferinte
1. M.G. Albu Kaya, D.A. Kaya, I. Titorencu, M. Türkmen, N. Duran, C. Chelaru, The influence of laurel oil on antimicrobial activity and biocompatibility of collagen wound dressings, The IV International Conference on Antimicrobial Research – ICAR2016”, 29 iunie – 1 iulie 2016, Torremolinos-Malaga (Spania).
2. M.G. Albu Kaya, 3D collagen-based biohybrids for soft tissue regeneration, The 5th International Conference on Tissue Engeniering and Regenerate Medicine, 12-14 septembrie 2016, Berlin, Germania.
3. I. Titorencu, M.G. Albu Kaya, D. Zamfirescu,V. V. Jinga, V. Pruna, M. Simionescu, Selection of collagen – alginate scaffolds and their population with human keratinocytes and fibroblasts for skin reconstruction, 8th National Congress with International participation and 34th Annual Scientific Session of the Romanian Society of Cell Biology, 8-12 iunie 2016, Baile Felix.
4. Alexandra-Cristina Burdusel, Izabela Stancu, Ion Bogdan Mihai, Stefania Marin, CiprianChelaru, Madalina Georgiana Albu Kaya, Gheorghe Coara, Development and Characterization of Collagen – Carboxymethylcellulose matrices, Proceedings of ICAMS 2016 – 6th International Conference on Advanced Materials and Systems,
2016, pg. 215-220.
5. NicoletaManolache, MădălinaAlbu Kaya, Izabela-Cristina Stancu, Stefania Marin, CiprianChelaru, Diana Dragusin, Vlad Constantin, GeorgetaPaunica-Panea, Advanced Collagen-Insulin Systems for Diabetics, Proceedings of ICAMS 2016 – 6th International Conference on Advanced Materials and Systems, 2016, pg. 269-274.
6. E. Olaret, A.Serafim, M.G. Albu Kaya, M. Ghica, I.C. Stancu, Bicomponent hydrogels based on modified natural proteins, The 7th International Conference “Biomaterials, Tissue Engineering & Medical Devices” BIOMMEDD’2016, 15-17 septembrie 2016, Constanta.
REZULTATELE ETAPEI 4
– raport investigatie clinica;
– fisa de produs, specificatie tehnica;
– manual de utilizare si instruire;
– 1 studiu de fezabilitate pentru produs si tratament;
– 1 articol trimis spre publicare;
– participari la conferinte / simpozioane.
DISEMINAREA REZULTATELOR ETAPEI 4
Articole
1. D-M Dragusin, F. Curti, S. Cecoltan, D. Sarghiuta, L. Maria Butac, E. Vasile, I-C Stancu, Biocomposites based on biogenous mineral for inducing biomimetic mineralization, Revista de Materiale Plastice, nr. 54(2), 2017, pg. 207-213.
2. C. Nitipir, S. Marin, M.M. Marin, M. Kaya, M.V. Ghica, N. Mederle, Hybrid collagen-NaCMC matrices loaded with mefenamic acid for wound healing, Revista de Chimie, trimis spre publicare.
Participarea la conferinte
1. R. Tutuianu, A.M. Rosca, V. Pruna, M. G. Albu Kaya, D. Zamfirescu, I. Titorencu, M. Simionescu. Mesenchymal stem cells released factors sustain the population of collagen–alginate scaffolds with human skin cells for dermal reconstruction. Buletinul Societatii Romane de Biologie Celulara, nr. 45, iunie 2017, pag. 17, 7-11 iunie 2017, Iasi, Romania.
2. I-C. Stancu, S. Cecoltan, D. Chappard, E. Vasile, C. Tucureanu, I. Caras, A. Salageanu, C. Coman, Injectable gelatin-based nanocomposite microparticles for tissue regeneration, FFSCI on Nanoscience-2017, 4-7 mai, 2017, Dubrovnik, Croatia.
3. D Zamfirescu, M.G. Albu Kaya, I. Titorencu, R. Tutuianu, V. Pruna, I Muraru, A Beedasy, M. Simionescu, Zettaskin – the first trilaminar tissue engineering skin template – preliminary biomechanical, biocompatibility and fibroblasts and keratinocytes culture cells survival testing, 9th European Plastic Surgery Research Council (EPSRSC) Meeting – 24-27 August 2017 – Bucuresti, Romania