PhD/Postdoc in Ultrasound-Targeted Neurodrug Carriers

Die Neurotechnology-Gruppe von Prof. Mehmet Fatih Yanik an der ETH Zürich sucht herausragende Postdoktoranden und Doktoranden, um an einem neu finanzierten LOOP Zurich Flagship-Projekt teilzunehmen, das sich auf die Weiterentwicklung einer bahnbrechenden Technologie für die nicht-invasive gezielte Medikamentenabgabe an das Gehirn konzentriert.

Unser Labor hat kürzlich eine neuartige Plattform für die gezielte Medikamentenabgabe entwickelt, die in Nature Communications veröffentlicht wurde und eine lokalisierte, hocheffiziente Abgabe therapeutischer Verbindungen an spezifische Gehirnregionen ohne invasive Chirurgie ermöglicht.

Projekt Hintergrund: Wir entwickeln fortschrittliche fokussierte Ultraschalltechnologien, ultraschall-responsive Arzneiträgerformulierungen und adaptive Closed-Loop-Kontrollalgorithmen als integrierte Präzisionsplattform für die Medikamentenabgabe an das Gehirn. Unser Ansatz verwendet eine neuartige zweikomponentige Ultraschallstrategie, die zunächst Arzneiträger im Zielbereich konzentriert und anschließend die lokale Arzneimittelfreisetzung auslöst, wodurch hohe therapeutische Konzentrationen ausschließlich an der gewünschten Stelle erreicht werden, während die systemische Exposition minimiert wird.

Die chemische Formulierung und das Engineering dieser Träger - einschließlich ihrer Arzneiladung, Einschluss-Effizienz und Freisetzungskinetik - sind zentral für die Leistung der Plattform. Durch die Integration von Trägerformulierungschemie, chemischem Engineering, medizinischer Bildgebung, Echtzeitsensorik und intelligenter Steuerung in ein einheitliches System etabliert diese Technologie ein neues Paradigma für präzise Neurotherapeutika und eröffnet neue Möglichkeiten zur Behandlung von Epilepsie, Hirntumoren, neurodegenerativen Erkrankungen, psychiatrischen Störungen und anderen neurologischen Erkrankungen.

Das langfristige Ziel dieses Projekts ist es, diese Technologie als klinisch anwendbare therapeutische Plattform zu etablieren, indem die chemische Ingenieurwissenschaft der Arzneiträgerformulierungen vorangetrieben und mit gezielter Ultraschallabgabe, fortschrittlicher Neuroimaging und Closed-Loop-Kontrolle integriert wird.

Die Hauptziele dieses Postdoc-/Doktorandenprojekts sind die Weiterentwicklung der chemischen Formulierung und des Engineerings von ultraschall-responsive Arzneiträgern von der Machbarkeitsstudie bis zur klinischen Übersetzung. Erfolgreiche Kandidaten werden Trägerformulierungen entwickeln und optimieren, die Arzneiladung und Freisetzungsleistung bewerten, die Stabilität und Biokompatibilität der Träger charakterisieren und zur Vorbereitung der ersten klinischen Studien am Menschen beitragen.

Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit mit der Schweizer Epilepsieklinik Lengg, der Abteilung für Neurochirurgie des Universitätsspitals Zürich und der Vetsuisse-Fakultät der Universität Zürich durchgeführt.

Der erfolgreiche Kandidat wird eine zentrale Rolle in der chemischen Formulierung, dem Engineering und der Charakterisierung von Arzneiträgern für unsere Plattform zur gezielten Medikamentenabgabe spielen.

Je nach Erfahrung und Interessen kann das Projekt Folgendes umfassen:

• Design und Synthese von ultraschall-responsive Arzneiträgerformulierungen (z.B. Mikrobubbles, Nanotropfen, Liposomen oder polymeren/lipidischen Nanopartikeln)
• Optimierung der Arzneiladung, Einschluss-Effizienz und Freisetzungskinetik
• Physikochemische Charakterisierung der Träger (Größe, Zeta-Potential, Stabilität, Morphologie)
• Chemisches Engineering der Trägerproduktionsprozesse (z.B. Mikrofluidik, Emulgierung, Sonikation)
• Bewertung der Stabilität der Träger unter Ultraschallbelastung und physiologischen Bedingungen
• In-vitro- und In-vivo-Bewertung von Arzneiladung, Freisetzung und therapeutischer Wirksamkeit
• Entwicklung analytischer Methoden zur Quantifizierung von Trägern und Arzneimitteln (z.B. HPLC, DLS)
• Integration von Trägerformulierungen mit fokussierten Ultraschallabgabesystemen
• Zusammenarbeit mit Ingenieuren und Klinikern zur Vorbereitung der ersten klinischen Studien am Menschen
• Beitrag zur regulatorisch konformen Formulierungsentwicklung und Qualitätskontrolle

Dies ist ein hochinterdisziplinäres Projekt an der Schnittstelle von chemischem Engineering, pharmazeutischen Wissenschaften, Chemie, biomedizinischem Engineering und translationaler Medizin.

Profil: Wir suchen hochmotivierte und kreative Forscher, die gerne herausfordernde interdisziplinäre Probleme lösen. Bewerber für die Doktorandenstelle sollten einen Bachelor-Abschluss und vorzugsweise auch einen Master-Abschluss haben; Bewerber für die Postdoc-Stelle sollten einen PhD in einem der folgenden Fachgebiete besitzen:

• Chemisches Engineering
• Chemie
• Pharmazeutische Wissenschaften / Pharmakologie
• Materialwissenschaft
• Biomedizinisches Engineering
• oder einem eng verwandten Bereich

Ideale Kandidaten sollten mehrere der folgenden Qualifikationen besitzen:

• Ausgezeichnete akademische Leistungen von hervorragenden Institutionen
• Starke quantitative und analytische Fähigkeiten, einschließlich Programmierung (Python, MATLAB oder ähnlich)
• Experimentelle Laborerfahrung in der Arzneiformulierung, Synthese von Nanopartikeln/Mikrobubbles, Kolloidchemie oder verwandten Bereichen
• Praktische Erfahrung mit Techniken zur Charakterisierung von Trägern (z.B. dynamische Lichtstreuung, Zeta-Potential, HPLC, Elektronenmikroskopie)
• Expertise in mikrofluidischer Synthese/Reinigung
• Kenntnisse über Arzneiladung, Einschluss-Effizienz und Bewertung der Freisetzungskinetik
• Starke Motivation für translationales Arzneimittelabgabeforschung und medizinische Innovation
• Für Postdoktorandenbewerber eine Publikationshistorie in peer-reviewed Zeitschriften im Bereich Arzneimittelabgabe, Nanomedizin oder pharmazeutische Wissenschaften

Gute Kommunikationsfähigkeiten, die Fähigkeit, selbstständig zu arbeiten, sowie Teil eines multidisziplinären Teams zu sein, sind wesentliche Anforderungen.

Zusätzlich werden folgende Qualifikationen positiv bewertet:

• Erfahrung mit Tierversuchen (z.B. in-vivo-Arzneimittelabgabestudien, Handhabung kleiner Tiere, chirurgische Verfahren, Bildgebung oder pharmakokinetische/biodistributionsbewertung)
• Frühere Erfahrungen mit fokussiertem Ultraschall, Arzneimittelabgabe oder biomedizinischer Instrumentierung

Da das Projekt translational präklinische Studien umfasst, sollten die Kandidaten bereit sein, an Tierversuchen teilzunehmen.

Wir bieten: Die Neurotechnology-Gruppe an der ETH Zürich bietet eine der führenden Forschungsumgebungen in Europa für Neurotechnologie und Arzneimittelabgabe. Unser Labor integriert unter einem Dach:

• Chemische Synthese- und Arzneiformulierungs-Labore
• Hochfeld 7 Tesla MRI
• Zwei-Photonen- und konfokale Mikroskopie
• State-of-the-art Elektrophysiologie
• Gehirn-Maschine-Schnittstellen
• Mechanische und elektronische Prototyping-Werkstätten
• Zugang zu fortschrittlichen Mikrostrukturierungseinrichtungen
• Zellkultur-Einrichtungen
• Verhaltensneurowissenschaftliche Labore
• Klein- und Großtierforschungseinrichtungen

Studierende und Postdoktoranden werden eng mit Wissenschaftlern und Klinikern an der ETH Zürich, der Universität Zürich, dem Universitätsspital Zürich und der Schweizer Epilepsieklinik Lengg zusammenarbeiten. Doktoranden werden im Departement für Informationstechnologie und Elektrotechnik (D-ITET) an der ETH Zürich eingeschrieben, das mit dem Institut für Neuroinformatik und dem PhD-Programm des Neuroscience Center Zurich (ZNZ) verbunden ist. Postdoktoranden werden mit dem Institut für Neuroinformatik verbunden sein.

Arbeiten, Lehren und Forschen an der ETH Zürich: Wir schätzen Vielfalt und Nachhaltigkeit. Im Einklang mit unseren Werten fördert die ETH Zürich eine inklusive Kultur. Wir setzen uns für Chancengleichheit ein, schätzen Vielfalt und pflegen ein Arbeits- und Lernumfeld, in dem die Rechte und die Würde aller unserer Mitarbeiter und Studierenden respektiert werden. Besuchen Sie unsere Website für Chancengleichheit und Vielfalt, um zu erfahren, wie wir ein faires und offenes Umfeld gewährleisten, das es jedem ermöglicht, zu wachsen und zu gedeihen. Nachhaltigkeit ist ein Kernwert für uns - wir arbeiten konsequent auf eine klimaneutrale Zukunft hin.

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