Area Ingegneria Biomedica

 

Materiali polimerici naturali e di sintesi per utilizzo in campo medico (ingegneria tessutale e rilascio controllato di farmaci)

 

 

Chi siamo 

Il gruppo di Bioingegneria presso il Politecnico di Alessandria si occupa dello sviluppo e applicazione di materiali polimerici in bio- e nanomedicina (dispositivi impiantabili, ingegneria tissutale e rilascio controllato di farmaci.) Tra i nostri scopi principali vi è lo sviluppo di materiali biomimetici, in grado cioè di mimare i sistemi biologici da un punto di vista chimico-fisico, inducendo così specifiche risposte cellulari.

Per ottenere tali materiali sono studiate differenti strategie, partendo dalla sintesi di nuove formulazioni polimeriche biodegradabili e biostabili. Polimeri naturali e sintetici sono inoltre modificati, processati in scaffolds bi- e tri-dimensionali e testati in vitro ed in vivo per verificarne la biocompatibilità. I materiali polimerici sono infine utilizzati come carriers nella realizzazione di micro- e nano-particelle.

 

Principali linee di ricerca

Il gruppo di Bioingegneria Industriali - Materiali per le Bionanotecnologie (Biomedical Lab) svolge la propria attività di ricerca in due laboratori di ricerca strettamente interagenti ma con attività e finalità differenziate.

Nel laboratorio con sede a Torino sono eseguite prevalentemente le caratterizzazioni meccaniche dei materiali e studiate miscele e reticolazioni di polimeri naturali, materiali compositi e bioartificiali, principalmente per applicazioni nella rigenerazione del tessuto nervoso e di quello osseo.

Il laboratorio presente nella sede di Alessandria si occupa invece della sintesi di poliuretani e della loro funzionalizzazione con molecole bioattive. E' stato dimostrato che i poliuretani sintetizzati dal nostro gruppo, sono in grado di favorire la proliferazione sia di cellule differenziate che di cellule staminali. Sono inoltre studiate strutture tridimensionali, funzionalizzati tramite trattamenti superficiali, per la realizzazione di dispositivi cardiovascolari e di modelli di organo. Altra attività svolta nel Biomedical Lab di Alessandria, riguarda la realizzazione di sistemi sol-gel e micro- e nano-particelle polimeriche per il rilascio controllato e mirato di farmaci. Tali sistemi permettono di migliorare l'efficacia degli agenti terapeutici, minimizzando allo stesso tempo gli effetti collaterali dei farmaci e trovano quindi importanti applicazioni in settori quali la cura di tumori e di malattie cardiovascolari.
Il gruppo svolge anche servizi di consulenza per aziende del settore biomedicale, con particolare riferimento allo sviluppo e caratterizzazione di materiali e dispositivi protesici in materiale polimerico.
Il lavoro di ricerca si svolge in un settore multidisciplinare che coinvolge aspetti ingegneristici e scientifici. La nostra equipe è quindi costituita da persone che possiedono competenze differenti, quali biologi, chimici, ingegneri biomedici, chimici e dei materiali.

Strette collaborazioni sono inoltre attive con Dipartimenti di Biologia, Chimica e Medicina di Università italiane ed europee.

Progetti 

  1. Progetti Regionali:
    - HERNAX - PROTESI AUTO-ADESIVA PER LA RIPARAZIONE DELLE ERNIE (2011-2014)
    - BICONERVE - BIOMIMETIC CONSTRUCTS FOR NERVE REGENERATION (2011-2014)
    - B3-BARRIER - DISPOSITIVI BIOARTIFICIALI E BIORIASSORBIBILI CON PROPRIETÀ BIOMIMETICHE E DI BARRIERA SELETTIVA PER LA CHIRURGIA RIGENERATIVA ORALE (2012-2014)
    - PARERE SULL'UTILIZZO DI MATERIALI INNOVATIVI NANOCOMPOSITI PER LA RIPARAZIONE DEI DIFETTI DELLA PARETE ADDOMINALE E DEL PAVIMENTO PELVICO IN BASE ALLE LORO PROPRIETÀ MECCANICHE E FUNZIONALI (2007-2007)
    - MATERIALI INNOVATIVI E NANOSTRUTTURATI PER APPLICAZIONI TESSILI NEL SETTORE MEDICALE (2009-2010)
    - REPERIMENTO E CARATTERIZZAZIONE DI SPECIFIC MATERIALI POLIMERICI UTILIZZATI NELLA REALIZZAZIONE DI COPPA ACETABOLARI PER PROTESI D'ANCA (2009-2010)
    - EVALUATION OF A NEW TENDONS REPAIR PROCEDURE (2009-2010)
    - RIVESTIMENTI A BASE DI BIOPOLIMERI PER UN EFFICACE TRATTAMENTO DELLE FERITE (BIOPOLYMER BASED DRESSINGS FOR EFFICIENT WOUND MANAGEMENT-BIODRESS) (2011-2013)
    - ANALISI DELLE CARATTERISTICHE DI LINEE IN POLIVINILCLORURO PVC PER APPLICAZIONI IN EMODIALISI (2014-2014)
    - CARATTERIZZAZIONE DI MATERIALI POLIURETANICI TERMOSENSIBILI PER APPLICAZIONE NEL RILASCIO DI FARMACI (2014-2015)
  2. Progetti di Ricerca Europei
    - HIPERMAX - HIGH PERFORMANCE INDUSTRIAL PROTEIN MATRICES THROUGH BIOPROCESSING (2005-2007)
    - PHOTONANOTECH - PHOTOZYME NANOPARTICLE APPLICATIONS FOR WATER PURIFICATION, TEXTILE FINISHING, PHOTODYNAMIC BIOMINARILIZATION AND BIOMATERIAL COATING (2007-2010)
    - Reinforced Bioresorbable Biomaterials for Therapeutic Drug Eluting Stents (2014-2016)
    - Drug-Free Antibacterial Hybrid Biopolymers for Medical Applications (2015-2017)
    - Mesoporous matrices for localized pH-triggered release of therapeutic ions and drugs (2015-2019)
  3. Progetti di Ricerca su Fondi Strutturali e Nazionali
    - Nuovi polimeri bioattivi degradabili nella progettazione di scaffold microstrutturati per la proliferazione e differenziamento cellulare (PRIN, 2006-2008)
    - MATERIALI BIOMIMETICI INGEGNERIZZATI PER LA RIGENERAZIONE DEI TESSUTI MUSCOLARI ( PRIN 2010-2012)
    - INGEGNERIZZAZIONE DI MODELLI D'ORGANO DI INTERESSE FISIOLOGICO E PATOLOGICO PER L'INDAGINE DI DISTURBI LEGATI ALL'INVECCHIAMENTO (PRIN, 2013-2016)
    -MATERIALI BIOARTIFICIALI E SCAFFOLD BIOMIMETICI PER LA TERAPIA A BASE DI CELLULE STAMINALI NELLA RIGENERAZIONE DEL MIOCARDIO (FIRB 2012-2015)
    - NANOSTENT - MATERIALI E NANOTECNOLOGIE PER DISPOSITIVI ENDOVASCOLARI DI NUOVA GENERAZIONE (2010-2013)
    - DESTINI - Sviluppo di una piattaforma di stent in lega di Nitinol (Nichel-Titanio) con superficie a rilascio di farmaco idonea ad applicazioni per il trattamento dell'ischemia cronica degli arti inferiori (2014-2016)
    - BIO_GBR - Bioengineered scaffold for Guided Bone Regeneration (2015-2015)

Collaborazioni

Università e Centri di Ricerca:

  1. Università del Piemonte Orientale;
  2. Università di Torino,
  3. Università di Pisa;
  4. Istituto di fisiologia Clinica, CNR, Pisa;
  5. Politecnico di Milano,
  6. Università di Milano,
  7. Università Campus Bio-Medico di Roma
  8. Università Politecnica di Catalogna,
  9. Universidade do Minho (Portogallo)
  10. University of Westminster (Regno Unito)
  11. Friedrich-Alexander-Univesitat Erlangen Nurnberg
  12. University of Sheffield (Regno Unito)
  13. University of Cambridge (Regno Unito )
  14. Houston Methodist Research Institute (USA)

Ospedali:

  1. Ospedale Santi Antonio e Biagio e Cesare Arrigo, Alessandria;
  2. Ospedale Le Molinette, Torino,
  3. Ospedale San Luigi, Orbassano;
  4. CTO (Torino)

Aziende:

  1. LivaNova (Regno Unito),
  2. Proplast (Italia),
  3. DiPro Medical Devices (Italia),
  4. Alvimedica (Turchia)
  5. Ala Ortho (Italia),
  6. Speciali Polymer (Bulgaria),
  7. Bionanomics (Spagna)
  8. Vornia Limited (Irlanda)
  9. Lucideon Limited (Regno Unito)
  10. Eltek Group (Aosta)
  11. Swiss Stem Cell Foundation (Svizzera)

 

 Link di approfondimento