Komputačně navržené hydrogelové nosiče buněk.
Cíle projektu
Hlavním cílem projektu je vytvořit koncept pokročilého designu porézních hydrogelů pro funkci nosičů pro buňky v tkáňovém inženýrství a to s použitím výpočetních metod. 3D struktura existujícího hydrogelu bude rekonstruována pomocí obrazové analýzy dat z konfokální fluorescenční mikroskopie a použita jako vstup pro konečnoprvkové algoritmy kombinované se statisticko-mechanickým modelem deformačního chování hydrogelu. Model bude analyzovat chování mikroprostředí v okolí buňky i celé struktury hydrogelu při různých typech mechanického namáhání a poskytne strukturní parametry makromolekulární sítě užitečné pro optimalizaci charakteristik vytvářených gelových nosičů. Bude modelován též pohyb kapaliny prostředím gelu. Tento přístup bude konkrétně využit zejména pro vývoj gelových nosičů pro regeneraci nervové tkáně. Odvozené modely budou ověřovány experimentálně včetně biologických experimentů. Konečnoprvkový model bude rovněž využit k řízení 3D tiskárny za účelem fabrikace modelů navržených hydrogelových struktur.
Klíčová slova
hydrogeltissue engineeringcell culturedeformation responsefinite element methodporositystiffnesscellular structure
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
Standardní projekty 21 (SGA0201700001)
Hlavní účastníci
Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i.
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
17-08531S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Computational design of hydrogel cell scaffolds.
Anotace anglicky
The main aim of the project is to create method for design of macroporous hydrogels with structure optimal for use as scaffold in cell tissue engineering using a computational method. The 3D structure of existing functioning scaffold will be restored and processed using Finite Element Method algorithm in combination with statistical-mechanical models of hydrogel materials behavior. The model will examine the response of the macroporous elements as well as of the whole structure to various kinds of external mechanical stimuli and provide structural network parameters needed to synthetize optimized scaffold. Modelling of fluxes of liquids through the pores and bulk of the material will be included. In particular, this approach will be applied to optimize the polymeric scaffold for neural tissue as to secure the best conditions for growing cells in vitro and in vivo. Mathematical and simulation models will be combined with experimental work. It is also intended to use the FEM output to control the 3D printer which will fabricate the designed hydrogel scaffolds for experimental studies.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
CEP - hlavní obor
CD - Makromolekulární chemie
CEP - vedlejší obor
—
CEP - další vedlejší obor
—
OECD FORD - odpovídající obory
(dle převodníku)10404 - Polymer science
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2017
Ukončení řešení
31. 12. 2021
Poslední stav řešení
—
Poslední uvolnění podpory
14. 6. 2019
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP21-GA0-GA-R/13:1
Datum dodání záznamu
22. 2. 2021
Finance
Celkové uznané náklady
7 462 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
6 276 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
1 186 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
7 462 tis. Kč
Statní podpora
6 276 tis. Kč
84%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
CEP
CD - Makromolekulární chemie
Doba řešení
01. 01. 2017 - 31. 12. 2021