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Laboratory of Tissue Engineering
Tissue engineering is “an interdisciplinary field that applies the principles of engineering and life sciences to the development of biological substitutes to restore, maintain or improve tissue function and damaged organs.” In this field of research, cell biology disciplines, engineering, materials science and surgery blend together in order to build, through a combination of cells and materials (“scaffold“), new functional tissue.
The reference for this laboratory is to a multidisciplinary approach that, starting from the synthesis and the development of new substances and new biocompatible materials, defines the design parameters and manufacturing of the supports on which to grow cells which, when suitably stimulated, physically, chemically and / or biologically, can differentiate and organize into tissue structures.
Characterising activities
There are many potential areas of application with reference to the connective tissues, muscle and nerve tissues. To these activities it is also necessary be able to realize prototypal scaffold whose implementation could also be achieved with the advanced prototyping laboratory support. New scientific progress in the fields of cellular technologies with the acquisition of generation models of pluripotent stem cells, related to the development of biomimetic environments are providing unique opportunities for tissue engineering in the wider context of regenerative medicine.
The great achievements of this multidisciplinary approach laid the foundations for the creation of highly sophisticated systems for the creation of tissue in the lab for the development of real “human spare parts”, thus limiting the problems related to organ transplants. Of fundamental importance is the understanding of cell-substrate interactions, the transport of biomolecules within the matrix, the differentiation of stem cells and the development of technologies for the control of the physical-mechanical-chemical parameters of the bioreactors used for the growth and cellular differentiation.
In this context, and in view of the theme Technologies for Health and Welfare of the Health & Wealth project, a strategic choice for our University can be represented by the realization of a shared laboratory able to assess the physical characteristics (mechanical and electrical) and the biomechanical characteristics of the tissue that you want to replicate in the laboratory and the specific functional aspects of biological tissue in question. The aim is to design, implement scaffold and to assess the interaction of different cell types with the substrates obtained in experimental models in vitro and in vivo. The workshop is designed to combine the synergies of departments in medical and engineering with a view to mutual cooperation where skills and resources are shared.
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Laboratorio di Ingegneria Tissutale
L’ingegneria dei tessuti è “un campo interdisciplinare che applica i principi dell’ingegneria e delle scienze della vita allo sviluppo di sostituti biologici per ristabilire, mantenere o migliorare la funzione di tessuti e organi danneggiati”. In questo campo di ricerca si fondono quindi discipline di biologia cellulare, ingegneria, scienza dei materiali e chirurgia allo scopo di costruire, mediante la combinazione di cellule e di materiali (“scaffold”), nuovi tessuti funzionali.
Il riferimento per questo laboratorio è quello di un approccio multidisciplinare che, partendo dalla sintesi e dallo sviluppo di nuove sostanze e nuovi materiali biocompatibili, definisce i parametri di progettazione e di fabbricazione dei supporti su cui coltivare cellule che, opportunamente stimolate, fisicamente, chimicamente e/o biologicamente, si potranno differenziare e organizzare in strutture tissutali.
Attività Caratterizzanti
Molti sono gli ambiti di potenziale applicazione con riferimento ai tessuti connettivi, ai tessuti muscolari e ai tessuti nervosi. Per queste attività è necessario anche poter realizzare scaffold prototipali la cui realizzazione potrebbero essere ottenuta anche con il supporto del Laboratorio di prototipazione avanzata. I recenti progressi scientifici nei campi delle tecnologie cellulari con l’acquisizione di modelli di generazione di cellule staminali pluripotenti, legati allo sviluppo di ambienti biomimetici stanno fornendo opportunità uniche per l’ingegneria tissutale nel contesto più ampio di una medicina rigenerativa. I grandi traguardi raggiunti da questo approccio multidisciplinare hanno gettato le basi per la creazione di sistemi altamente sofisticati per la creazione di tessuti in laboratorio destinati allo sviluppo di veri e propri “pezzi di ricambio umani”, limitando così le problematiche relative ai trapianti di organo. Di fondamentale importanza sono la comprensione delle interazioni cellula-substrato, del trasporto di biomolecole all’interno delle matrici, del differenziamento di cellule staminali nonché lo sviluppo di tecnologie per il controllo dei parametri chimico- fisici-meccanici dei bioreattori atti alla crescita e differenziamento cellulare. In tale contesto, e nell’ottica del tema Tecnologie per la Salute e il Benessere del progetto Health&Wealth, una scelta strategica per la nostra Università può essere rappresentata dalla realizzazione di un laboratorio condiviso in grado di valutare le caratteristiche fisiche (meccaniche ed elettriche), biomeccaniche del tessuto che si voglia replicare in laboratorio e gli aspetti biologici funzionali specifici del tessuto in oggetto. Lo scopo è quello di progettare, realizzare scaffold e di valutare l’interazione dei diversi tipi cellulari con i substrati ottenuti in modelli sperimentali in vitro e in vivo. Il laboratorio è pensato per unire le sinergie dei dipartimenti a carattere medico ed ingegneristico in un’ottica di collaborazione reciproca dove competenze e risorse vengono condivise.
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