Doctoral Position on viscoelastic hydrogels for 3D mechanobiology and tissue repair — ETH Zürich

Descrizione completa

Posizione Medica sugli idrogeli viscoelastici per la mechanobiologia 3D e la riparazione dei tessuti

100%, Zurigo, a tempo determinato

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Il Laboratorio di Ingegneria Macromolecolare (Prof. Mark W. Tibbitt) all'interno del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e di Processo (D-MAVT) presso l'ETH di Zurigo, in Svizzera ingegneri e applica materiali polimerici avanzati per una gamma di usi biomedici e industriali. Il recente focus del gruppo (www.macro.ethz.ch/) comprende lo sviluppo di: (i) progettazione razionale delle reti polimeriche dinamiche; (iii) (bio) elaborazione materiale; (iii) perfusione e rigenerazione degli organi; (iv) strumenti per studiare la mechanobiologia e le interazioni tra cellule e matrice; e (v) sistemi di consegna dei farmaci ingegnerizzati. Il laboratorio è composto da un team altamente interdisciplinare e internazionale di ricercatori motivati. Per espandersi sulla nostra capacità di ingegnere biomateriali viscoelastici e distribuirli come piattaforme di cultura cellulare 3D sartoriali per la mechanobiologia e la riparazione dei tessuti, stiamo reclutando un candidato di dottorato a tempo pieno (100%), con una data di inizio prevista su o dopo 01. Ottobre 2026.

Sfondo del progetto

La viscoelastica, la capacità di rilassare lo stress nel tempo, è una caratteristica meccanica che definisce la maggior parte dei tessuti molli nativi ed è sempre più riconosciuta come regolatore critico del comportamento cellulare, tra cui proliferazione, differenziazione e migrazione. Gli idrogeli covalenti dinamici (DCHs) sono una classe emergente di reti polimeriche che combinano in modo unico la capacità di reversibili legami covalenti con la robustezza delle reti permanenti, consentendo il controllo indipendente sulla rigidità, la scala di tempo di rilassamento e l'iniettabilità. Questo progetto mira a sfruttare questa incapacità di sviluppare una biblioteca completa di DCH come mimica di matrice extracellulare di design (ECM) e applicarli per scoprire il ruolo meccanicistico della viscoelastica matrice in contesti biologici, ad esempio la maturazione cartilagine articolare e la migrazione delle cellule tumorali.

Descrizione del lavoro

Nella prima parte del progetto, lo studente di dottorato sintetizzerà i DCH a base di acido PEG e ialuronico interconnessi tramite chemistri covalenti dinamici (estere boronate, orzo, imine e legami disolfidi), che coprono un'ampia gamma di moduli (0.1–100 kPa) e tempi di rilassamento (10–1000 s) per imitare le proprietà meccaniche dei carassolati nativi e tumorali. Lo studente realizzerà e caratterizzerà questi materiali utilizzando la reologia e la nano-indentazione, guidata da intuizioni di progettazione molecolare del team di progetto più ampio. Nella seconda parte, lo studente applicherà queste impalcature DCH sartoriali per affrontare le domande chiave di mechanobiologia. Questi studi forniranno una visione meccanistica su come la viscoelastica a matrice guida i processi biologici a livello di tessuto chiave.

Lo studente di dottorato lavorerà in stretta collaborazione con e sarà supportato da un team interdisciplinare di dottorandi e postdoc che lavorano su argomenti correlati, tra cui Dr. Céline Labouesse, uno scienziato senior in laboratorio, e Dr. Philipp Fisch, entrambi esperti in mechanobiologia cellulare. Oltre alla ricerca, il candidato del dottorato dovrebbe contribuire a doveri di laboratorio e l'insegnamento, tra cui la supervisione degli studenti, il supporto delle lezioni e corsi pratici in laboratorio.

Profilo

Siamo alla ricerca di un individuo curioso, motivato e auto-guidato, che è comodo lavorare su progetti altamente interdisciplinari all'interfaccia di chimica polimerica, bioingegneria e biologia cellulare. L'eccellenza accademica, un atteggiamento professionale di lavoro, e un'etica proattiva e auto-guida del lavoro sono attesi. Inoltre, il candidato deve essere in grado di comunicare fluentemente in inglese (orale e scritto) ed essere disposto a lavorare in un team altamente interattivo, internazionale. I candidati devono avere una laurea in bioingegneria, ingegneria biomedica, ingegneria meccanica, scienze della salute molecolare, scienza dei materiali, chimica o campi correlati. È richiesta una conoscenza di funzionamento della sintesi dei polimeri e della fabbricazione di idrogel. Esperienza pratica in