Personalisierte Osteoporose-Arzneimitteltestplattform: Integriertes biomimetisches Perfusionsmodell und Biosensoren

• Antragstellerin: Dr.-Ing. Shumin Pang
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien ; Biomedizinische Systemtechnik ; Bioverfahrenstechnik ; Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung ; Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie ; Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548103956

Traditionelle Tiermodelle und zweidimensionale Arzneimittel-Screening-Modelle für Osteoporose können die Reaktion des menschlichen Körpers auf Medikamente nicht genau widerspiegeln. Trotz Fortschritten bei in-vitro-Arzneimitteltestmodellen fehlt nach wie vor ein ideales Werkzeug für die Testung von Osteoporosemedikamenten. Um diese Lücke zu schließen, zielt dieses Projekt darauf ab, die Testung von Osteoporosemedikamenten durch die Entwicklung einer fortschrittlichen und effektiven Plattform zu revolutionieren. Die Herstellung der Plattform wird modernste Technologien integrieren, wie zum Beispiel die 3D-Biodrucktechnologie für biomimetische Osteoporosemodelle und die Herstellung von fortschrittlichen Bioreaktoren mit integrierten Biosensoren. In einfachen Worten wird diese Studie Knochenporositätsdaten aus verschiedenen Graden von Osteoporose integrieren und die 3D-Biodrucktechnologie nutzen, um biomimetische Osteoporosemodelle zu erzeugen. Das Ziel ist es, nicht nur die Struktur, sondern auch die chemische/biologische Zusammensetzung des osteoporotischen Knochens wiederherzustellen. Das entworfene Perfusionsbioreaktorsystem wird die dynamische Umgebung im menschlichen Körper nachahmen und ein umfassendes Verständnis der Arzneimittelreaktionen im Vergleich zu statischen Systemen bieten. Zusätzlich wird das System Biosensoren zur kontinuierlichen, nicht-invasiven Überwachung der experimentellen Bedingungen integrieren. Nach der Validierung mit bekannten Osteoporosemedikamenten wird die Plattform bereit sein, mit unbekannten Osteoporosemedikamenten getestet zu werden. Insgesamt zielt dieses Projekt darauf ab, eine effiziente und praktische Plattform für die Testung von Osteoporose-Medikamenten zu entwickeln, um wesentliche Lücken in der Osteoporoseforschung zu schließen, das Verständnis individueller Patientenreaktionen zu verbessern und die Wirksamkeit der Osteoporosebehandlung zu steigern. Diese Plattform stellt eine ethischere und kostengünstigere Alternative in der Arzneimittelentwicklung dar und könnte potenziell die Abhängigkeit von Tierversuchen verringern. Darüber hinaus bietet die Plattform bedeutende Erkenntnisse zur Osteoporosebehandlung und hat das Potenzial, die Gesundheitsergebnisse zu verbessern, was für die globale Gesundheit besonders wichtig ist, insbesondere in Regionen mit einer hohen Prävalenz von Osteoporose.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Beteiligte Institution: University of Oxford ; Dorothy Crowfoot Hodgkin Building; Kavli Institute for Nanoscience Discovery
• Gastgeberin: Professorin Molly Stevens, Ph.D.