Engineering activities for the project Collagen-based medical devices produced in bioreactors

• Grant number: 20/06572-0
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
• Start date: June 01, 2020
• End date: August 31, 2021
• Field of knowledge: Engineering - Electrical Engineering
• Principal Investigator: Andreas Kaasi
• Grantee: Raphael Moral Piazera
• CNAE: Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais ; Atividades profissionais, científicas e técnicas não especificadas anteriormente ; Atividades de ensino não especificadas anteriormente
• Associated research grant: 17/16057-2 - Collagen-based medical devices produced in bioreactors, AP.PIPE

Abstract

Este projeto irá realizar atividades de engenharia, integrando um projeto maior, no âmbito do programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE), da FAPESP. O temático científico deste projeto se situa na convergência das áreas Biofabricação, Engenharia de Tecidos, Medicina Regenerativa e Medicina Personalizada, com aplicação inovativa destas áreas de ciência para obter produtos de: (1) dispositivos médicos à base de colágeno, voltados para uso terapêutico em humanos; (2) dispositivos semelhantes para uso terapêutico de animais, para o mercado veterinário; (3) reagentes e consumíveis para pesquisa, incluindo o colágeno utilizado como matéria-prima para biofabricação de tecidos (dispositivos médicos e veterinários), mas que tem valor comercial como produto final, inclusive para o mercado de Testes In Vitro; e (4) equipamentos e softwares de controle de biorreatores para pesquisa, onde parte das tecnologias (usadas desta categoria para a produção dos produtos avançados de dispositivos médicos) é mantida em sigilo comercial e parte transformada em produtos finais para o avanço de outras pesquisas e para o bem comum. Desta maneira, a Eva Scientific revela sua abordagem audaciosa onde a tecnologia-base de produção de colágeno e consumíveis fomenta a tecnologia dos biorreatores, porém alavancando para comercializar colágeno e consumíveis para Pesquisa como produtos independentes; da mesma maneira, as tecnologias de biorreatores e softwares servem como base para a biofabricação dos tecidos e biofabricação, mas que têm potencial comercial por si só, e também são comercializados; e, por fim, uma vez que dispositivos médicos para uso humano irão requerer validação em modelos animais, surge o potencial da comercialização independente para o mercado veterinário das mesmas tecnologias destinadas para uso humano, assim formando uma pirâmide de quatro níveis hierárquicos, cada um contendo suas respectivas linhas de produto associadas. No caso, a biofabricação de tecidos (produtos 1 e 2) à base de colágeno (3) utilizando biorreatores (4), ao contrário da abordagem convencional de produzir um arcabouço sintético diretamente com uma impressora 3D com a abordagem de bioimpressão, são produzidos biorreatores com compartimentos de moldes feitos com tecnologia de impressão 3D, onde entram os polímeros naturais como colágeno e ali adquirindo a forma geométrica desejada, com o desenvolvimento tendo ênfase nas formas básicas de círculo, quadrado, retângulo, tubo e saco/esfera. Em paralelo e/ou em série, acontecem os eventos de semeadura celular e condicionamento tecidual, com controle por software de parâmetros como vazão, pH, agitamento, temperatura - refrigerada e aquecida, além do monitoramento não-invasivo e invasivo da qualidade tecidual em termos físicos e biológicos/celulares. Um sistema capaz a integrar os processos de (1) confecção do arcabouço, (2) semeadura celular e (3) condicionamento em biorreator, é algo inovador e inédito, até agora não visto nas áreas de Biofabricação, Engenharia de Tecidos e Medicina Regenerativa. Esta nova abordagem, integrando os diversos sub-processos da Engenharia de Tecidos em um só sistema, pode transformar e impactar positivamente a saúde do nosso país.