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

Vollständige Beschreibung

Promotion zu viskoelastischen Hydrogelen für 3D-Mechanobiologie und Gewebereparatur

100%, Zürich, befristet

Druck Druckerzeugnisse

Das Macromolecular Engineering Laboratory (Prof. Mark W. Tibbitt) innerhalb der Abteilung für Maschinenbau und Verfahrenstechnik (D-MAVT) an der ETH Zürich in Zürich, Schweiz, entwickelt und verwendet fortschrittliche polymere Materialien für eine Reihe von biomedizinischen und industriellen Anwendungen. Der jüngste Schwerpunkt der Gruppe (www.macro.ethz.ch/) umfasst die Entwicklung von (i) rationalem Design dynamischer Polymernetzwerke; (ii) (Bio-)Materialverarbeitung; (iii) Organperfusion und -regeneration; (iv) Werkzeuge zur Untersuchung von Mechanobiologie und Zell-Matrix-Wechselwirkungen; und (v) konstruierte Arzneimittelabgabesysteme. Das Labor besteht aus einem hochgradig interdisziplinären und internationalen Team motivierter Forscher. Um unsere Fähigkeit zu erweitern, viskoelastische Biomaterialien zu entwickeln und sie als maßgeschneiderte 3D-Zellkulturplattformen für die Mechanobiologie und Gewebereparatur einzusetzen, rekrutieren wir einen Vollzeit-Doktoranden (100%) mit einem geplanten Startdatum am oder nach dem 01. Oktober 2026.

Projekthintergrund

Viskoelastizität - die Fähigkeit, Stress im Laufe der Zeit zu entspannen - ist ein bestimmendes mechanisches Merkmal der meisten nativen Weichgewebe und wird zunehmend als kritischer Regulator des Zellverhaltens einschließlich Proliferation, Differenzierung und Migration anerkannt. Dynamische kovalente Hydrogele (DCHs) sind eine aufstrebende Klasse von Polymernetzwerken, die auf einzigartige Weise die Abstimmbarkeit reversibler kovalenter Bindungen mit der Robustheit permanenter Netzwerke kombinieren und eine unabhängige Kontrolle über Steifigkeit, Relaxationszeitskala und Injektionsfähigkeit ermöglichen. Dieses Projekt zielt darauf ab, diese Abstimmbarkeit zu nutzen, um eine umfassende Bibliothek von DCHs als Designer-Extrazellularmatrix (ECM) zu entwickeln und sie anzuwenden, um die mechanistische Rolle der Matrixviskoelastizität in biologischen Kontexten wie Gelenkknorpelreifung und Krebszellmigration aufzudecken.

Stellenbeschreibung

Im ersten Teil des Projekts wird der Doktorand PEG- und Hyaluronsäure-basierte DCHs synthetisieren, die über dynamische kovalente Chemien (Boronatester-, Hydrazon-, Imin- und Disulfidbindungen) vernetzt sind und einen breiten Bereich von Moduli (0,1–100 kPa) und Relaxationszeiten (10–1000 s) umfassen, um die mechanischen Eigenschaften von nativen und krebsassoziierten Haut- und Knorpelgeweben nachzuahmen. Der Student wird diese Materialien mit Rheologie und Nano-Indentation herstellen und charakterisieren, geleitet von molekularen Design-Insights aus dem breiteren Projektteam. Im zweiten Teil wird der Student diese maßgeschneiderten DCH-Gerüste anwenden, um wichtige mechanobiologische Fragen zu beantworten. Diese Studien werden mechanistische Erkenntnisse darüber liefern, wie die Matrixviskoelastizität wichtige biologische Prozesse auf Gewebeebene antreibt.

Die Doktorandin wird eng mit einem interdisziplinären Team von Doktoranden und Postdocs zusammenarbeiten, die an verwandten Themen arbeiten, darunter Dr. Céline Labouesse, Senior Scientist im Labor, und Dr. Philipp Fisch, beide Experten für Zellmechanobiologie. Zusätzlich zur Forschung wird von dem Doktoranden erwartet, dass er zu Laboraufgaben und Lehre beiträgt, einschließlich der Betreuung der Schüler, der Unterstützung von Vorlesungen und praktischer Kurse im Labor.

Profil

Wir suchen eine neugierige, motivierte und selbstgesteuerte Person, die sich in interdisziplinären Projekten an der Schnittstelle von Polymerchemie, Bioengineering und Zellbiologie wohl fühlt. Akademische Exzellenz, eine professionelle Arbeitseinstellung und eine proaktive und selbstgesteuerte Arbeitsmoral werden erwartet. Darüber hinaus muss der Kandidat in der Lage sein, fließend auf Englisch zu kommunizieren (mündlich und schriftlich) und bereit sein, in einem hochgradig interaktiven, internationalen Team zu arbeiten. Die Bewerber müssen einen MSc-Abschluss in Bioengineering, Biomedizintechnik, Maschinenbau, molekularen Gesundheitswissenschaften, Materialwissenschaften, Chemie oder verwandten Bereichen besitzen. Ein Fachwissen über Polymersynthese und Hydrogelherstellung ist erforderlich. Praktische Erfahrung in