Principali attività previste

  • la determinazione dei limiti di resistenza/danneggiamento e la valutazione delle condizioni operative limite;
  • la valutazione della variabilità delle proprietà meccaniche ed elettriche all’interno di popolazioni selezionate;
  • la definizione di leggi costitutive per modelli di calcolo;
  • lo studio del comportamento di biomateriali a memoria di forma;
  • la caratterizzazione meccanica ed elettronica di biomateriali e dispositivi biomedicali in prove di tipo non convenzionale, sviluppate  per far fronte a caratteristiche specifiche del materiale/manufatto (es: elevate cedevolezze, dimensioni ridotte del campione, risposta specifica a  stimoli meccanici ed elettrici);
  • testing ad utilizzo di scaffold ottenuti mediante differenti tecnologie additive e differenti materiali per l’individuazione dei parametri di processo ottimali all’ottenimento di un dispositivo idoneo alla crescita cellulare ed alla sua applicabilità;
  • caratterizzazione funzionale dell’interazione cellula e scaffold  in  termini di crescita e   differenziazione;
  • valutazione della funzionalità del tessuto generato in vitro mediante analisi morfologica, trascrittomica e proteomica.

Ambiti di applicazione

Gli ambiti di applicazione che il laboratorio comprenderebbe pongono le radici su una forte collaborazione interdisciplinare tra l’ambito medico e quello ingegneristico.

Scopo ultimo di tutte le applicazioni proposte sarà quello di ottimizzare e rendere i costrutti ingegnerizzati, prodotto dell’ingegneria tissutale, uno strumento funzionale e usufruibile per lo sviluppo clinico. L’integrazione tra le diverse competenze renderebbe infatti possibile la realizzazione di sostituti tissutali autologhi in grado di mimare i tessuti fisiologici, rendendo  quindi  possibile  il loro utilizzo sia in sede di sostituzione chirurgica, sia come banco di prova per terapie farmacologiche innovative (sostituendosi ai modelli animali), sia come modelli per approfondire l’eziopatogenesi di specifiche patologie.

Settori di interesse

I settori che potenzialmente  possono  essere  interessati  e  coinvolti  e  le  linee  di  ricerca  collegate  sono relativi a:

  • Progettazione e realizzazione di nuove

Progettazione, disegno, modellazione cinematica e dinamica, realizzazione, sensorizzazione e controllo di macchine o attrezzatura da laboratorio (es. bioreattori, macchine di fabbricazione additiva operanti su sistemi a celle produttive, ecc.).

  • Progettazione e testing di dispositivi biomedicali innovativi

Progettazione, simulazione, produzione e testing di protesi e dispositivi biomedicali (es. dispositivi percutanei, stent, palloni per angioplastica, protesi.

  • Materiali

Le interazioni biomeccaniche, bioelettriche e biologiche tra le cellule e gli scaffold possono avere un’influenza significativa sul successo a lungo termine dei tessuti ingegnerizzati. Lo scaffold ideale deve  essere  sviluppato utilizzando materiali biocompatibili con proprietà di superficie adeguate che promuovano la crescita e differenziazione cellulare senza causare reazioni infiammatorie nell’ospite a seguito dell’impianto. I  biomateriali  possono essere classificati come naturali o sintetici. Il primo gruppo comprende proteine e polisaccaridi (collagene, fibrina, alginato, acido ialuronico, ecc), mentre il secondo è costituito da materiali metallici, ceramici o polimerici, quali acido poliglicolico e acido polilattico, ognuno dei quali offre vantaggi e svantaggi in  termini di resistenza  e immunogenicità.

  • Medicina

Il campo della biologia è quello che viene coinvolto trasversalmente, ma branche specifiche della medicina sono interessate in base all’applicazione specifica da sviluppare. E’ ormai evidente (Cukierman et al, 2001, 2002;. Edelman e Keefer, 2005)  che  la  biologia  cellulare  è  notevolmente influenzato dalla complessità e dall’architettura del microambiente-3D costituito dalla matrice extracellulare (ECM) e da tipi cellulari diversi disposti in correlazione alla loro funzione specifica nel tessuto.

  • Aziendale e Industriale

Le competenze di questo laboratorio interessano aziende sia ospedaliere che industriali. Le prime sono coinvolte nella cura del  paziente,  mentre  le seconde dal punto di vista della produzione di macchine, attrezzature e dispostivi. L’industria farmaceutica è inoltre un interlocutore naturale per lo sviluppo e il testing di nuove molecole.