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PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • HUMAN NECESSITIES
    • MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
      • METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION, OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS, OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS, OR SURGICAL ARTICLES (preservation of bodies or disinfecting characterised by the agent employed A01N; preserving, e.g. sterilising, food or foodstuffs A23; preparations for medical, dental or toilet purposes A61K; preparation of ozone C01B13/10)
Classificazione geografica
Bibliografia
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[39] Correra S., Fasano A., Fusi L., Primicerio M. Modelling wax diffusion in crude oils: the cold finger device. Submitted.
Parole Chiave
PROBLEMI A FRONTIERA LIBERA PER EQUAZIONI ALLE DERIVATE PARZIALI, TRASPORTO DI MASSA E CALORE, MODELLI MATEMATICI PER LE CRESCITE TUMORALI, FLUSSI IN MEZZI POROSI, ANGIOGENESI, MODELLI MATEMATICI PER LA VISIONE, DEGRADAZIONE DEL MARMO, BONIFICA BIOLOGICA DEI SUOLI, PROCESSI DI POLIMERIZZAZIONE

La matematica dei processi di crescita e trasporto nelle applicazioni biomediche e industriali

Università degli Studi di Firenze
Abstract
I meccanismi di crescita con trasporto (di materia o segnali chimici od elettrici) hanno un ruolo fondamentale in numerosi processi di natura assai varia. Il progetto si propone di esaminare classi di processi con tali caratteristiche in precise direzioni che interessano la ricerca biomedica e quella industriale. Il fatto che fenomeni di natura pur così varia si sviluppino grazie a meccanismi simili comporta una omogeneità sostanziale della loro formulazione matematica. I proponenti hanno una consolidata esperienza nelle applicazioni della matematica a questi settori e la complementarietà delle loro competenze fornisce uno strumento utile per raggiungere gli scopi prefissi. I problemi specifici che verranno studiati possono raggrupparsi come segue:
I) Ricerche di interesse biomedico: angiogenesi, modellizzazione matematica della crescita e del trattamento dei tumori; crescita di granulomi polmonari di natura batterica; sviluppo dei tessuti ossei nello stadio fetale; processi biochimici legati alla visione e altre attività cellulari;
II) Ricerche di interesse ambientale: azione di agenti inquinanti sul marmo dei monumenti con crescita di strati gessosi; bonifica biologica dei suoli inquinati con crescita di rivestimenti batterici.
III) Ricerche di interesse industriale: crescita di deposti cerosi in greggi ricchi di idrocarburi pesanti sottoposti a gradienti termici; crescita di "pellets" polimerici su supporti catalitici sferici (processo di >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Antonio Fasano Università degli Studi di FIRENZE
Obiettivo del Programma di Ricerca
L'esperienza che molti dei proponenti hanno accumulato affrontando un ampio spettro di problemi nell'ambito biomedico e industriale ha posto in evidenza due elementi essenziali che stanno alla base del Progetto e che lo hanno fortemente motivato:
1) la ricorrente presenza di processi di crescita e di trasporto di materia e di segnali di tipo chimico o elettrico;
2) il fatto che la loro formulazione matematica si inquadra in una classe sostanzialmente omogenea di problemi di rilevante interesse e di assoluta originalita' nel settore delle equazioni differenziali alle derivate parziali.
E' proprio l'affinità della base matematica di certi problemi che rende la collaborazione dei matematici con medici, biologi, chimici e ingegneri particolarmente efficace, in quanto consente loro di riconoscere analogie formali tra campi apparentemente distanti, producendo spesso idee nuove e risolutive.
Questo è lo spirito della presente domanda, che parte da un'ampia base fenomenologica, coinvolgendo appunto processi di crescita accoppiati a fenomeni di trasporto, e riguarda sul versante matematico lo studio di problemi ai valori iniziali e al contorno per equazioni o sistemi di equazioni alle derivate parziali. Tali problemi presentano generalmente difficolta' particolari, come ad esempio la presenza di frontiere libere e/o di vincoli unilaterali, degenerazione delle equazioni, insorgenza di discontinuita' o >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Molti processi biologici e industriali coinvolgono fenomeni di crescita accompagnati da trasporto di massa e di segnali chimici elettrici. La modellizzazione di questi processi conduce a problemi matematici che mostrano naturali affinità, nonostante la diversità del contesto, e consentono di realizzare un vantaggioso travaso di conoscenze tra i vari argomenti. I temi proposti nel presente progetto, aventi crescita e trasporto come base comune, sono raggruppabili in tre indirizzi principali: biomedico, ambientale, industriale. Naturalmente l'originalità dei problemi matematici è un elemento prioritario del progetto.

INDIRIZZO BIOMEDICO
CRESCITA DI RETI VASCOLARI (ANGIOGENESI)
L'importanza dello sviluppo di una rete vascolare nei tumori è ben chiara fino dai celebri lavori di Folkman [1]. I meccanismi alla base dell'angiogenesi sono di tipo chemiotattico (v. ad es. [2]-[5]), ma si crede ora che direzioni preferenziali nel moto delle cellule epiteliali siano prodotte anche dallo stato di tensione del substrato (v. ad es. [6]). Ultimamente ci si è orientati verso una visione unitaria di questi due aspetti [7]. Continuando una interessante collaborazione con l'Istituto per la Cura e la Ricerca sul Cancro (IRCC) di Candiolo si intende studiare la possibilità di controllare la crescita vascolare (anche in tessuti normali) agendo sulle reazioni chemiotattiche delle cellule.
CRESCITA E TRATTAMENTO DEI TUMORI
Lo stato >>>