PhD position on engineering of machine perfusion platforms for organ and tissue culture

Die Macromolecular Engineering Laboratory (Prof. Mark W. Tibbitt) innerhalb des Departements für Maschinen- und Verfahrenstechnik (D-MAVT) an der ETH Zürich, Schweiz, entwickelt und wendet fortschrittliche polymerbasierte Materialien und medizinische Geräte für eine Vielzahl von biomedizinischen und industriellen Anwendungen an. Der aktuelle Fokus der Gruppe umfasst die Entwicklung von:

• rationalem Design dynamischer Polymernetzwerke;
• (Bio)Materialverarbeitung;
• Organperfusion und Regeneration;
• Werkzeugen zur Untersuchung von Mechanobiologie und Zell-Matrix-Interaktionen;
• entwickelten Arzneimittelabgabesystemen.

Das Labor besteht aus einem hochinterdisziplinären und internationalen Team motivierter Forscher. Um unsere Expertise im Design von Maschinenperfusionseinrichtungen zu erweitern und unsere Plattformen auf neue biologische Systeme auszudehnen, suchen wir einen Vollzeit (100%) Doktoranden mit einem Hintergrund in Elektro- oder Maschinenbau, mit einem angestrebten Startdatum am oder nach dem 01. September 2026.

Hintergrund des Projekts: Das Macromolecular Engineering Laboratory hat ein langjähriges Forschungsprogramm zur Entwicklung von ex situ Organperfusionssystemen, das im Rahmen des interdisziplinären Liver4Life-Projekts in Zusammenarbeit mit dem Universitätsspital Zürich und dem Wyss Zürich Translational Center entwickelt wurde. Im Laufe des letzten Jahrzehnts hat das Labor eine normothermische Maschinenperfusion-Plattform mit dem Ziel entwickelt, wichtige physiologische Funktionen zu replizieren – einschließlich pulsierender Zirkulation, Oxygenierung, Dialyse sowie Hormon- und Nährstoffsupplementierung – um Organe außerhalb des Körpers über längere Zeiträume lebensfähig zu halten.

Dieses Projekt wird zwei Hauptschwerpunkte haben. Im ersten wird der Student Fachwissen über die bestehenden Maschinenperfusion-Plattformen für menschliche und Rattenleber entwickeln. Dies umfasst das Erlernen des Designs, der Montage und des Betriebs der Perfusionshardware; die Entwicklung verbesserter Steuerungssoftware und Sensorintegration zur Echtzeitüberwachung physiologischer Parameter (pH, Sauerstoffspannung, Glukose, Laktat, Druck, Durchfluss); und die Unterstützung laufender Perfusionsexperimente in Zusammenarbeit mit klinischen und biologischen Partnern.

Im zweiten Schwerpunkt wird der Student konzipieren, entwerfen und Prototypen der nächsten Generation von perfusionsbasierten Plattformen für neue biologische Anwendungen entwickeln. Der Doktorand wird ausdrücklich ermutigt, eigene Ideen einzubringen, um die Richtung dieser Arbeit in Absprache mit dem breiteren Team zu gestalten. Der Doktorand wird eng mit einem interdisziplinären Team von Ingenieuren, Biologen und Klinikern sowohl innerhalb des Labors als auch durch unsere etablierten Partnerschaften mit dem Hub for Translational Research und Liver/GI Health zusammenarbeiten.

Zusätzlich zur Forschung wird von dem Doktoranden erwartet, dass er zu Laboraufgaben und Lehre beiträgt, einschließlich der Betreuung von Studierenden, Unterstützung bei Vorlesungen und praktischen Kursen im Labor.

Wir suchen eine neugierige, motivierte und selbstgesteuerte Person mit starken ingenieurtechnischen Grundlagen und einer Leidenschaft für den Bau von Geräten, die an der Schnittstelle von Ingenieurwesen und Medizin arbeiten. Akademische Exzellenz, eine professionelle Arbeitseinstellung und eine proaktive und selbstgesteuerte Arbeitsweise werden erwartet. Der Kandidat muss in der Lage sein, fließend in Englisch (mündlich und schriftlich) zu kommunizieren und bereit sein, in einem hochinteraktiven, internationalen Team zu arbeiten. Bewerber müssen einen MSc-Abschluss in Maschinenbau, Elektrotechnik, Biomedizintechnik, Verfahrenstechnik, Robotik oder einem verwandten Bereich besitzen. Ein fundiertes Wissen im Design elektromechanischer Systeme – einschließlich Sensoren, Aktuatoren, Pumpen und Steuerungssystemen – ist erforderlich. Praktische Erfahrungen in einem oder mehreren der folgenden Bereiche wären von Vorteil: Programmierung von eingebetteten Systemen und Echtzeitsteuerung (z.B. LabVIEW, Simulink Real-Time, ROS, C/C++, STM32); analoges und digitales PCB-Design; Maschinenbau und Prototyping (z.B. CAD-Modellierung, 3D-Druck, Maschinenbau); Entwicklung biomedizinischer Geräte oder mikrofluidischer Geräte; oder praktische Erfahrungen in einem biologischen oder klinischen Forschungsumfeld.

Die Doktorandenstelle ist auf 4 Jahre bei 100% Beschäftigung angelegt und wird von Prof. Dr. Mark W. Tibbitt betreut. Die Stelle ist abhängig von der Zulassung zum Doktorandenprogramm an der ETH Zürich.

Wir bieten: Die Stelle ist im Departement für Maschinen- und Verfahrenstechnik (D-MAVT) der ETH Zürich, im Zentrum Campus in Zürich, Schweiz, angesiedelt. D-MAVT ist ein interdisziplinäres Departement mit Schwerpunkten in Prozess-/Chemie-, Maschinen- und Biomedizintechnik sowie Robotik und Steuerung. Die ETH Zürich ist ein weltweit führendes Unternehmen in Wissenschaft und Technik und gehört konstant zu den besten Universitäten der Welt. Zürich ist eine internationale Stadt mit breitem Zugang zu Freizeitaktivitäten, Kunst und Kultur, anderen europäischen Städten sowie einer reichen und hervorragenden wissenschaftlichen Gemeinschaft.

Wir schätzen Vielfalt und Nachhaltigkeit. In Übereinstimmung 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 Würde aller Mitarbeiter und Studierenden respektiert werden. Weitere Informationen über das Macromolecular Engineering Laboratory finden Sie auf unserer Website. Fragen zur Position richten Sie bitte an Prof. Tibbitt (keine Bewerbungen).