2022-11-014 - COAXIAL (3D-MUSCLE) - KIT DE BIOIMPRESSIÓ PER A TEIXIT MUSCULAR ESQUELÈTIC

COAXIAL (3D-MUSCLE)

2022-11-014

Sistema innovador de bioimpressió 3D per fabricar teixits musculars esquelètics amb disseny biomimètic pel que fa a l'estructura i la funcionalitat. El nostre mètode coaxial permet la bioimpressió 3D de fibres musculars que romanen individuals i no es fusionen entre si.

El nostre projecte s'alinea amb els valors ESG promovent la sostenibilitat i la responsabilitat ètica. Mediambiental: Redueix la dependència de les proves amb animals i minimitza el malbaratament de materials mitjançant mètodes de bioimpressió 3D més eficients. Social: La tecnologia ofereix nous tractaments per a lesions musculars i dóna suport a la investigació sense crueltat animal en cosmètics i productes farmacèutics. Governança: En adherir-se a estàndards ètics i proporcionar alternatives no animals per a les proves de fàrmacs, el projecte millora el compliment normatiu i dóna suport a la innovació responsable en els camps biomèdics.

El nostre projecte té el potencial de crear un impacte transformador en múltiples dimensions: Desenvolupament de fàrmacs: els nostres models de teixits biomimètics ofereixen una alternativa més precisa i ètica a les proves amb animals, accelerant el descobriment de fàrmacs i reduint els costos en les indústries farmacèutica i cosmètica. Sostenibilitat: en reduir les proves amb animals i el malbaratament de materials, la tecnologia dóna suport a pràctiques de recerca més respectuoses amb el medi ambient, promovent la sostenibilitat en biotecnologia i productes farmacèutics. Creixement del mercat: Omplir les llacunes en el mercat actual de la bioimpressió 3D impulsarà més innovació i oportunitats de negoci. Medicina regenerativa: la producció d'implants de teixits biocompatibles i funcionals obre noves possibilitats per a la medicina personalitzada i temps de recuperació més ràpids per als pacients.

Els músculs del cos humà estan subjectes a diversos trastorns com l'envelliment, lesions traumàtiques o malalties anomenades miopaties, entre d'altres. Per tant, els músculs esquelètics són de gran rellevància per a diverses indústries com: la cosmètica, ja que les contraccions sostingudes dels músculs facials causen arrugues; la biomedicina, ja que malalties com les distròfies musculars són molt heterogènies i generalment poc estudiades; i l'enginyeria de teixits i la medicina regenerativa, ja que els implants com els empelts musculars podrien ajudar a curar persones amb danys musculars greus. Tanmateix, fins fa poc, la major part de la investigació relacionada amb el teixit muscular esquelètic es feia en un entorn 2D perquè la seva estructura tridimensional era difícil de replicar. Els avenços recents en la bioimpressió 3D han permès la fabricació de models musculars bioenginyeritzats per imitar la complexa organització jeràrquica dels teixits nadius. Tanmateix, actualment no és possible bioimprimir diverses fibres musculars i muntar-les en fascicles individuals. Per tant, hi ha una necessitat urgent d'un mètode per obtenir miofibres primes i individuals que replicin amb precisió l'estructura del teixit muscular humà amb finalitats de recerca i reemplaçament de teixits. Hem desenvolupat un sistema innovador de bioimpressió 3D per obtenir fibres biològiques individuals de forma lliure i amplada controlada, adequades per fabricar teixits musculars esquelètics amb disseny biomimètic pel que fa a l'estructura i la funcionalitat. La nostra tecnologia també inclou una formulació de biotinta, l'estructura biomimètica híbrida que comprèn una o més d'aquestes fibres individuals i els mètodes de fabricació d'aquesta estructura..

2500000000

250000000

5000000

El nostre actiu es pot comercialitzar com un kit per a la bioimpressió 3D (biotinta + metodologia de bioimpressió) per imprimir teixit muscular esquelètic per a aplicacions de recerca en bioenginyeria. L'actiu es llicenciarà a empreses del camp de la fabricació de bioimpressió 3D, amb capacitats de màrqueting i vendes per portar el nostre producte al mercat. A més, podria ser explotat per una empresa (llicenciatària externa o una spin-off del nostre centre de recerca) centrada en teràpies regeneratives per desenvolupar bioimplants per a trastorns musculars.

Preveiem desenvolupar diversos productes a partir de la nostra tecnologia coaxial de bioimpressió 3D per a diverses aplicacions: • Un kit de bioimpressió 3D per a la producció de teixits cel·lulars, en particular múscul esquelètic, que no es troba a les carteres de les empreses líders en bioimpressió 3D. • Una plataforma de descobriment de fàrmacs per a cosmètics i productes farmacèutics per estudiar compostos en models 3D de múscul esquelètic. Atès que la FDA ja no exigeix ​​proves amb animals i que les proves amb animals estan prohibides en els cosmètics de la UE, els mètodes no animals guanyaran importància. • Implants biocompatibles per a medicina regenerativa, que permeten implants de teixits funcionals per a pacients amb lesions musculars o miopaties.

Mercat mundial de cultius cel·lulars en 3D: 2.500 milions de dòlars el 2024, s'espera que arribi als 6.200 milions de dòlars el 2032 (CAGR del 12,1%; font: FortuneBusinessInsights). Altres mercats rellevants per al projecte: • Cosmètics: mida del mercat de 360.000 milions de dòlars el 2024, s'espera que arribi als 420 dòlars el 2033 (Font: Business Research Insights). • Enginyeria de teixits i medicina regenerativa: mida del mercat de 18.300 milions de dòlars el 2024, s'espera que arribi als 43 dòlars el 2030 (font: anàlisi de mercat de GrandViewResearch).

La tecnologia ha estat desenvolupada i validada a escala de laboratori. No hi ha necessitats específiques de finançament abans de llicenciar la tecnologia a un actor en el camp de la bioimpressió 3D. Si fos necessària una validació addicional de la nostra plataforma per a aplicacions de desenvolupament de fàrmacs, aquest projecte es duria a terme en col·laboració amb un soci industrial interessat amb un cost estimat de 80.000 € (durada de 6 mesos).

Titulars de llicències en l'àmbit de la bioimpressió 3D o socis industrials per al codesenvolupament.

Assolit: • Validació completa per al teixit muscular esquelètic (morfologia de la fibra versus paràmetres d'impressió, proliferació i diferenciació cel·lular), demostrant una millora de la diferenciació cel·lular i majors rendiments de força. • Proves de formulacions específiques de biotinta i aplicacions de fàrmacs. • Caracterització de diferents protocols per obtenir fibres d'alta qualitat amb una àmplia combinació de materials. • Validació amb èxit d'una plataforma de mesurament de força basada en la nostra tecnologia per a proves de fàrmacs. Propers fites: • Optimitzar el nostre mètode d'impressió per obtenir teixits més sofisticats • Escalat i industrialització • Validar la versatilitat del nostre mètode mitjançant la fabricació de teixits semblants a la fibra diferents del múscul esquelètic

• Excel·lent replicació de teixit muscular esquelètic altament estructurat: - Les fibres individuals s'imprimeixen amb una amplada controlada - Sense fusió significativa de fibres adjacents • Sistema versàtil, compatible amb una àmplia gamma d'hidrogels carregats de cèl·lules (fins i tot sense banys de suport). • La solució es basa en broquets coaxials que es poden utilitzar amb diferents sistemes d'impressió 3D. • El nostre mètode no es basa en l'ús d'alginat de sodi, com sí que fan la majoria dels enfocaments coaxials, que no és ben tolerat per certs teixits com el múscul esquelètic.

- Tot i que creix, la demanda de mètodes d'assaig sense animals per al desenvolupament de fàrmacs i la seva plena adopció per part del sector farmacèutic encara es troba en les seves primeres etapes. - Potencial manca de coherència i estandardització del model de teixits 3D. - Alt cost d'implementació de tecnologies de cultiu cel·lular 3D. - Desenvolupament complex de bioimplants per a la substitució de teixits.

2018-2020: disseny i caracterització d'actuadors bioimpresos en 3D basats en teixit muscular esquelètic; 2020: protecció de la propietat intel·lectual; 2020-2022: validació de proves de fàrmacs en col·laboració amb la indústria; 2022-2024: validació completa i optimització del nostre model de teixit bioimprès en 3D; 2025: transferència de tecnologia i esforç de desenvolupament empresarial per aconseguir un acord de llicència; 2026-2027: ampliació, industrialització i primera comercialització.

El nostre sistema estava protegit per una sol·licitud de patent (any de prioritat: 2020; publicació PCT núm. WO2022003203A1), actualment en fase nacional (Europa, EUA), pendent de concessió.

0

Coneixements en bioimpressió 3D, robòtica suau i biofabricació de bioactuadors.

L'estratègia de gestió de qualitat per a la nostra tecnologia de bioimpressió 3D garantirà la precisió, la consistència i l'escalabilitat. Optimització del procés: els paràmetres d'impressió (per exemple, la morfologia de la fibra, la proliferació cel·lular i la funcionalitat dels teixits) es refinaran i es controlaran contínuament per garantir que cada lot compleixi els estàndards establerts. Escalabilitat i industrialització: a mesura que el futur titular de la llicència augmentarà la producció, caldran SOP i sistemes automatitzats per controlar la consistència del material, la qualitat de la biotinta i els factors ambientals per garantir la uniformitat en volums més grans. Validació de la versatilitat: per a noves aplicacions de teixits, s'establiran punts de referència de qualitat i es validaran les estructures biomimètiques, la funcionalitat i la biocompatibilitat, mantenint la versatilitat sense comprometre la qualitat. Tots els processos hauran de complir els estàndards i les regulacions de la indústria.

Patents: WO 2022003203

El nostre mètode coaxial permet bioimprimir en 3D fibres musculars que romanen individuals i no es fusionen entre si, imitant l'estructura de nivell superior del teixit muscular. Amb el nostre mètode es van obtenir bioactuadors i es van aplicar com a plataforma de mesura de força per a proves de fàrmacs. Els principals avantatges del nostre mètode són: el control fi del gruix de les fibres bioimpreses; les seves forces de contracció que són 3 vegades superiors a les de la impressió convencional; l'alta versatilitat pel que fa a la composició de l'hidrogel.