Tehnologii de Inginerie Tisulara pentru Regenerarea Valvelor Cardiace

Pentru informații detaliate despre celelalte programe cofinanțate de Uniunea Europeană, vă invităm să vizitați www.fonduri-ue.ro

Conținutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziția oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României.

Titlu proiectTEHNOLOGII DE INGINERIE TISULARA PENTRU REGENERAREA VALVELOR CARDIACE
Programul OperaționalPOC 2014 – 2020
Axa PrioritarăAP1: CDI în sprijinul competitivității economice și dezvoltării afacerilor
Acțiunea1.1.4 Atragerea de personal cu competențe avansate din străinătate
IDP_37_673
MySMIS103431
BeneficiarUniversitatea de Medicină și Farmacie din Tîrgu-Mureș
ScopDezvoltarea de noi biomateriale (scaffolduri de valve aortice acelulare) și tehnologii (decelularizare, insamantare celule, condiționare mecanica), care vor fi utilizate pentru medicină, în special pentru un tratament eficient al bolii valvei aortice la pacientii de toate varstele
Obiectiv clinicObiectivul clinic pe termen lung este de a crea valve aortice viabile in vitro înainte de implantare, folosind celule proprii ale pacientului.
Obiective științifice1) evaluarea utilității celulelor cardiovasculare obținute prin diferențierea in vitro a celulelor stem adulte;2) optimizarea însămânțarii de celule în zone anatomice interne specifice din cadrul scaffoldului (interstițial), precum și externe (endoteliu, adventitia);3) evaluarea condițiilor optime pentru adaptare mecanică și condiționare in vitro a scaffoldurilor valvulare însămânțate cu celule;4) implantarea valvelor regenerate in vitro la oaie pentru validare pre-clinica.
Rezultate prevăzuteProiectul presupune dezvoltarea de noi biomateriale (scaffolduri de valve aortice acelulare) și tehnologii (decelularizare, însămânțare celule, condiționare mecanică), care vor fi utilizate pentru medicină, în special pentru un tratament eficient al bolii valvei aortice la pacienții de toate vârstele. În mod special pentru această aplicație, materiale și tehnologii noi vor fi integrate într-o platformă semi-automată, care poate genera valve viabile la cerere. Rezultatele așteptate sunt materiale și tehnologii care vor oferi chirurgilor cardiaci valve regenerate din celulele proprii ale pacientului. Valve viabile pot fi de asemenea folosite în vitro ca platforme reproductibile pentru studierea biologiei și patologiei valvelor umane și, eventual, pentru dezvoltarea de noi tratamente farmaceutice pentru afecțiuni ale valvelor.
Data de începere05.09.2016
Perioadă implementare05.09.2016 – 04.09.2020
Valoare totală buget8.779.476,34 lei
Valoare contribuție UE7.156.656,46 lei
Valoare contribuție națională1.318.777,53 lei
Valoare finanțare nerambursabilă8.475.433,99 lei 
Publicații științificerezultate din proiect:1 articol publicat: A standardized Dissection Protocol to Generate Aortic Valvular Scaffolds from Porcine Hearts
Realizarea unui abstract științificCryopreservation – a time buyer solution for stem cells in regenerative medicine research
În cadrul celei de a 10-a Conferințe a Doctoranzilor și a Tinerilor Doctori în Medicină și Farmacie organizate de catre Universitatea de Medicina si Farmacie din Tirgu Mureș a fost prezentat abstractul științific intitulat: „Crioprezervarea – o soluție de economisire a timpului și a celulelor folosite în medicina regenerativă”.
Directorul de proiect, prof. dr. Dan Simionescu a prezentat o lucrare orala în plen, cu rezultatele de până acum din proiectul VALVE-REGEN la Conferința Societății Internaționale de Biologie Cardiovasculară Aplicată (International Society for Applied Cardiovascular Biology, ISACB) organizată la Cape Town, Africa de Sud, în perioada 2 – 4 Decembrie 2017.
De asemenea, în acord cu politica Universității de  acordare a titlului de doctor honoris causa unor personalități care s-au remarcat de-a lungul timpului prin activitatea științifică și prin aportul adus la creșterea prestigiului Universității noastre în țară și peste hotare,a fost conferit  directorului de proiect, prof. univ. dr. Dan Simionescu, titlul de Doctor Honoris Causa. https://blog.umftgm.ro/personalitati-de-renume-mondial-au-primit-titlul-de-doctor-honoris-causa-al-umf-tirgu-mures/ 


Actualizare la data de 10 aprilie 2018 

Prin finalizarea procedurii de achiziție de echipamente demarată la data de februarie 2017, s-a reușit dotarea Stației experimentale pentru animale cu aparatura de monitorizare și efectuare a operațiilor chirurgicale. Astfel, în cadrul proiectului VALVE REGEN, s-a achiziționat: 

Sistemul de pompă pentru circulație extracorporeală cu următoarele caracteristici tehnice: Şasiu pentru 5 module; Panou de control central cu poziţii pentru: sensor nivel, sensor bule, 2 canale de temperature, 2 canale de presiune, cronometru, controlul gasblender, controlul cardioplegie; Gas blender electronic încorporat pe pompă sau mecanic; Clemă venoasă cu telecomandă mecanică; Lampă led; Cablu senzor nivel, cablu senzor bule,  2 cabluri senzor temperatură, 2 cabluri de presiune; Schimbator de caldură 

Analizor gaze tip Astrup cu parametri efectuați: pH, pCO2, pO2, cCa2+, cCl-, cK+, cNa+, Hct, cGlu, oximetrie (ctHb, sO2, FO2Hb, FCOHb, FmetHb, FHHb), Lac

Laboratorul de regenerare tisulară din cadrul UMF Tîrgu Mureș a fost dotat cu echipamente  necesare realizării activităților de însămânțare și testare a valvelor prevăzute în proiect:

Microscop stereo cu lampa UV – permite examinarea în lumina incidentă și transmisă, cu funcții de focus și zoom. 

Sistemul de decelularizare valve aortice prin perfuzare – Pot fi montate până la 5 valve concomitent; se pot utiliza diverși reactivi pentru decelularizare sau alte tratamente; monitorizează presiunea la intrarea și iesirea lichidului din valve; monitorizează fluxul total prin bucla de curgere a lichidului; înregistrare de date la interval specificate sau în mod continuu pentru o perioada de timp limitată. 

Set de inele fixare valve aortie – Permit vizualizarea funcționării valvei; compatibile cu diverse mărimi și structuri de valve aortice cu un diametru maxim exterior de 33 mm; componentele reutilizabile trebuie să poata fi sterilizate la 121°C; seturi compatibile cu sistemul de decelularizare prin perfuzare, cu sistemul rotativ de însămânțare cu celule și cu sistemul de condiționare mecanică a valvelor. 

Sistemul rotativ de însămânțare cu celule stem a valvelor aortice – Sistemul oferă un mediu steril pentru însămânțarea valvei cu celule stem; posibilitate de rotație în plan axial sau “peste cap” a recipientului ce conține valve în lichid; asigură schimbul de gaze în timpul rotațiilor și al pauzelor; include sisteme de monitorizare și control programabile pentru a se putea defini cicluri de rotație și pauze personalizate; înregistrare de date la intervale specificate sau în mod continuu pentru o perioada de timp limitată. 

Sistemul de condiționare mecanică a valvelor aortice – Sistemul controlează independent și simultan până la 4 camere de control. Dimensiunea camerelor de control este așa încât să permită amplasarea a 4 camere într-un incubator de celule marime standard. Sistemul este folosibil pentru lucru ne-steril sau în condiții sterile și asigură vizibilitate 100% asupra funcției valvulare și a mișcărilor cuspelor. Sistemul acceptă valve de diferite dimensiuni fiziologice, dar se și poate customiza la cerere. Diametrele de valve funcționale ajung la 33 mm. Componentele sunt resterilizabile prin autoclavare la 121ºC. Sistemul asigură control și monitorizarea presiunilor și a fluxului. Sistemul crează flux de până la 5.5 L/min, frecevența la 150 pbm, volum de ejecție de până la 75 ml, presiuni sistolice de până la 150 mmHg și diastolice de până la 100 mmHg. Volumul total al sistemului nu depășește 1600 ml și folosește un compresor de aer supra-silențios. 

Actualizare la data de 30 aprilie 2019 

În cadrul lunii martie 2019, s-a pregătit materialul științific pentru organizarea Workshop-ului „Stem cells – hands-on A to Z”, care a avut loc în data de 28.03.2019 în cadrul congresului Marisiensis 2019, Târgu Mureș.Publicul țintă, în număr de 12 participanți, a fost format din studenți cu specializări medicale din cadrul UMFST cât și aparținând altor universități de medicină naționale sau internaționale.

Structura acestui workshop a fost imaginată și structurată pentru o ușoară, concisă și practică transmitere a informațiilor legate de celulele stem. Inițial, s-a realizat o scurtă introducere în domeniul medicinii regenerative și a ingineriei tisulare, respectiv definirea elementelor cheie ale domeniului: scaffolduri, bioreactoare, un accent mai pronunțat punându-se asupra celulelor stem. S-au discutat definiții și variatele clasificări ale acestora.

Participanților li s-au prezentat pas cu pas modul de obținere și izolare al celulelor stem derivate din țesut adipos precum și maniera de cultivare a acestora. S-au prezentat factorii fizici și chimici de care o cultura de celule are nevoie pentru dezvoltare, exemplificând tot suportul de laborator necesar pentru obținerea și cultivarea acestora (pipetoare, pipete de transfer/Pasteur/ serologice, incubatoare, hotă sterilă).

S-a efectuat o trecere în revistă a întregii aparaturi de laborator, a rolului și modului de funcționare al acestora. Utilizând microscoapele din dotare (cel cu lumina inversată respectiv cel cu fluorescentă) participanții au putut să observe caracteristicile morfologice ale celulelor.

În cadrul prezentării aparaturii de laborator participanților li s-au prezentat de asemenea sistemele de decelularizare, precondiționare (bioreactor/rotator) ale rădăcinilor valvulare. Partea practică a cuprins utilzarea de către participanți a suportului de laborator dedicat culturilor celulare. Workshop-ul a fost interactiv, studenții prezentând interes față de tema prezentată. 

Actualizare la data de 31 mai 2019 

S-a publicat lucrarea științifică elaborată de către echipa de implementare a proiectului, cu denumirea ”Minimally invasive surgical protocol for adipose derived stem cells collection and isolation – ovine model” în Revista de Chimie, având ISSN 2537-5733 și ISSN-L 1582-9049. 

Actualizare la date de 31 iulie 2019 

S-a elaborat, de către echipa de implementare a proiectului, lucrarea științifică cu denumirea ”Cryopreservation increases availability and usability of ovine adipose-tissue derived stem cells for regenerative medicine research” fiind transmisă spre revizuire și acceptare către Revista de Chimie. 

Actualizare la date de 30 septembrie 2019 

Un membru al echipei de implementare, Ionela Movileanu, a participat la Congresul National de Cardiologie, editia 58, care s-a desfasurat la Sinaia, in perioada 18-21 Septembrie 2019, unde a prezentat, din proiect, lucrarea „Substituentul valvular ideal este o valvă cardiacă vie obtinută prin bioinginerie; testări preliminare in vitro și in vivo” in cadrul sesiunii stiintifice Tanarul Cercetator. Lucrarea a fost premiata cu Premiul 1 și a fost transmisă spre publicare în cadrul Revistei Române de Cardiologie. 

In aceeasi perioada, septembrie 18-20, 2019, directorul de proiect si cativa din membrii echipei de cercetare au participat la Simpozionul aniversar al Institutului de Biologie si Patologie Celulara din Bucuresti editia 40, si au prezentarea lucrarea: “The VALVE-REGEN project; extracellular matrix scaffolds, adult stem cells and bioreactors for cardiac valve tissue regeneration” care a inclus rezultate din acest proiect. 

Articolul științific elaborat in urma desfasurarii activitatilor de cercetare din proiect ”A NOVEL MANUFACTURED SYSTEM DESIGNED TO ENSURE CONSISTENT CONDITIONS IN MECHANICAL PRECONDITIONING OF OVINE ADIPOSE DERIVED STEM CELLS DIFFERENTIATION TOWARDS ENDOTHELIAL CELL LINEAGE” a fost publicat în Revista Acta Medica Transilvanica, având ISSN 1453-1968, volum 24, nr. 3, pag. 18.
Lucrarea a fost elaborată în colaborare cu societatea privată SC SITRONIC SRL. 

Actualizare la data de 29 februarie 2020

S-a publicat lucrarea stiintifica ”PRESSURIZED PERFUSION SYSTEM FOR OBTAINING COMPLETELY ACELLULAR PULMONARY VALVE SCAFFOLDS FOR TISSUE ENGINEERING” in cadrul Revistei ARS Medica Tomitana, pag. 149 – 156. (https://content.sciendo.com/view/journals/arsm/25/4/article-p149.xml?language=en&tab_body=pdf-69320) cu ISSN 1841-4036. 

Actualizare la data de 31 mai 2020

S-a publicat lucrarea științifică ”Cryopreservation increases availability and usability of ovine adipose-tissue derived stem cells for regenerative medicine research” în cadrul Revistei de Chimie, cu ISSN print 0034-7752, ISSN Online 2668-8212. 

Actualizare la data de 30.06.2020

S-a publicat lucrarea științifică ”Subcoronary technique for orthotopic implantation of aortic scaffold reinforced with polytetrafluoroethylene strips in sheep; a pilot study” în cadrul Revistei Materiale Plastice Vol II, nr. 2 / anul 2020, cu ISSN 0025 – 5289 / Online ISSN 2668 – 8220. 

Actualizare la data de 31.08.2020

S-a publicat lucrarea științifică ”Challenges in perioperative animal care for orthotopic implantation of tissue-engineered pulmonary valves in the ovine model” in cadrul Revistei „Tissue Engineering and Regenerative Medicine”, cu ISSN 2212-5469. DOI: 10.1007/s13770-020-00285-1. 

Actualizare la data de 04.03.2021La data de 04.03.2021 s-a finalizat implementarea proiectului „Tehnologii de inginerie tisulară pentru regenerarea valvelor cardiace” (VALVE-REGEN).

Rezultate obținute: Proiectul a presupus dezvoltarea de noi biomateriale (scaffolduri de valve aortice acelulare) și tehnologii (decelularizare, însămânțare celule, condiționare mecanică), care sunt utilizate în medicină, în special pentru un tratament eficient al bolii valvei aortice la pacienții de toate vârstele. În mod special pentru această aplicație, materiale și tehnologii noi vor fi integrate într-o platformă semi-automată, care poate genera valve viabile la cerere. Rezultatele obținute sunt materiale și tehnologii care oferă chirurgilor cardiaci valve regenerate din celulele proprii ale pacientului. Valve viabile pot fi de asemenea folosite în vitro ca platforme reproductibile pentru studierea biologiei și patologiei valvelor umane și, eventual, pentru dezvoltarea de noi tratamente farmaceutice pentru afecțiuni ale valvelor. 

Conținutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziția oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României.

Informații generale

Domeniu:

medicină

Valoare proiect:

8.779.476,34 lei

Director de proiect / Responsabil partener:

prof. univ. dr. Dan Simionescu

Perioada de implementare:

05.09.2016 – 04.09.2020

Website: