I-Corps: A customizable handheld bioprinter for the in situ deposition of self-healing and polymer-based hydrogels
I-Corps:可定制的手持式生物打印机,用于原位沉积自修复聚合物水凝胶
基本信息
- 批准号:2204652
- 负责人:
- 金额:$ 5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-10-01 至 2022-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this I-Corps project is the development of a surgical tool for delivery of soft implants and biomaterials into wound sites and desired organs. Current approaches are limited by the design of the biomaterial that results in inadequate stiffness and low adhesion to host tissue and injections from a needle that are inadequate for large voids, such as surgically-resected tumor regions. The proposed technology allows easy, rapid and more controlled delivery of multi-component biomaterials for tissue reconstruction surgery. It may minimize operative risks involved during complex procedures, reduce susceptibility to infection, and decrease the duration of anesthesia exposure. It may be translated into other clinical applications by providing a rapid delivery of functional implants for all reconstruction surgeries. This I-Corps project will advance translation of a customizable handheld bioprinter, which allows for the in situ deposition of self-healing and polymer-based hydrogels to fabricate stable and functional tissue implants. Such hydrogels are based on guest–host physical interactions of a macrocyclic host and a complementary guest molecule. In addition, the proposed technology uses UV crosslinking of methacrylate groups in the hydrogel for long-term stability of the implant. The device is an additive manufacturing tool based on a custom-made, endoscopic-sized, handheld bioprinter. This device provides simultaneous extrusion of biomaterials into multi-layered concentric layers of blunt needles where the needle lengths are selected to control movement and dispensing over the structure bioprinted. Advantages of this technology include a modular mixing chamber for blending of multi-component biomaterials, a flexible, ergonomic handle that may be adopted to surgical robots/tools, a significant level of control over deposition of multi-component biomaterials over tissue sites, and a high-aspect ratio for hard-to-reach organs.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该 I-Corps 项目更广泛的影响/商业潜力是开发一种手术工具,用于将软植入物和生物材料输送到伤口部位和所需器官中,目前的方法受到生物材料设计的限制,导致硬度不足和低。与宿主组织的粘附和针头注射不足以用于手术切除的肿瘤区域,所提出的技术可以轻松、快速和更受控地输送用于组织重建手术的多组分生物材料。通过为所有重建手术提供功能性植入物的快速交付,它可以转化为其他临床应用。一种可定制的手持式生物打印机,它允许原位沉积自修复和基于聚合物的水凝胶,以制造稳定的功能性组织植入物,这种水凝胶基于大环主体和互补客体的客体物理相互作用。此外,所提出的技术利用水凝胶中甲基丙烯酸酯基团的紫外线交联来实现植入物的长期稳定性。该设备是一种基于定制的内窥镜尺寸的手持式生物打印机的增材制造工具。将生物材料同时挤压成钝针的多层同心层,其中选择针的长度来控制生物打印结构上的运动和分配该技术的优点包括用于混合的模块化混合室。多组分生物材料,可用于手术机器人/工具的灵活的、符合人体工程学的手柄,对多组分生物材料在组织部位沉积的显着控制水平,以及对难以到达的器官的高纵横比该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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