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PROGRAMMA DI RICERCA 2006
italiano - english
Unità di Ricerca
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- 10 - INGEGNERIA DEL TESSUTO CARDIACO
Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Ingegneria industriale e dell'informazione
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)
- MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
Classificazione geografica
- Regione: Sardegna
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Parole Chiave
BIOREATTORI, CARTILAGINE, CINETICA, INGEGNERIA DEI TESSUTI, METABOLISMO, MODELLI, OSSO, SEGNALI BIOCHIMICI, TRASPORTO DI MATERIABioreattori per l’ottimizzazione dei segnali biochimici nella ingegnerizzazione di tessuto cartilagineo e osseo
Università degli Studi di CagliariAbstract
Nell'ambito del Programma di Ricerca verranno sviluppati nuovi concetti di bioreattori per la ottimizzazione dei segnali biochimici nell’ingegnerizzazione in vitro di tessuto cartilagineo e osseo. In particolare, l’attività di ricerca verterà sull’ottimizzazione del progetto dei bioreattori rispetto all’ossigeno disciolto come principale segnale biochimico.Più in generale verranno definite nuove strategie per studiare e controllare la distribuzione di segnali biochimici all’interno di impalcature tridimensionali (3D) in cui sono coltivate cellule condro- o osteogeniche per orientarne la proliferazione, il fenotipo e la funzionalità. Il forte contenuto innovativo del Programma consiste nell’affrontare il problema della guida della ricostruzione in vitro di tessuto bioingegnerizzato mediante l’ottimizzazione della distribuzione di segnali biochimici disciolti (principalmente la concentrazione di ossigeno disciolto) all’interno delle impalcature 3D laddove sono presenti le cellule, piuttosto che dare rilevanza solo all’effetto di segnali biochimici di superficie e meccanici, come generalmente avviene. Per questa ragione, verranno sviluppate strategie innovative per la somministrazione di tali segnali basate sulle informazioni metaboliche essenziali delle cellule acquisite nel corso del Programma e su una appropriata descrizione del trasporto di materia all’esterno e all’interno dell’impalcatura per erogare tali segnali biochimici a velocità eguali ai requisiti >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Giacomo Cao Università degli Studi di CAGLIARIObiettivo del Programma di Ricerca
L’obiettivo di questo Programma di Ricerca è di sviluppare nuovi concetti di bioreattori per la ottimizzazione dei segnali biochimici nell’ingegnerizzazione in vitro di tessuto cartilagineo e osseo. In particolare, l’attività di ricerca verterà sull’ottimizzazione del progetto dei bioreattori rispetto all’ossigeno disciolto come principale segnale biochimico.L’obiettivo più generale è di definire nuove strategie per studiare e controllare la distribuzione di segnali biochimici all’interno di impalcature tridimensionali (3D) in cui sono coltivate cellule condro- o osteogeniche per orientarne la proliferazione, il fenotipo e la funzionalità. Il forte contenuto innovativo del Programma consiste nell’affrontare il problema della guida della ricostruzione in vitro di tessuto bioingegnerizzato mediante l’ottimizzazione della distribuzione di segnali biochimici disciolti (principalmente la concentrazione di ossigeno disciolto) all’interno delle impalcature 3D laddove sono presenti le cellule, piuttosto che dare rilevanza solo all’effetto di segnali biochimici di superficie e meccanici, come generalmente avviene. Per questa ragione, è necessario sviluppare innovative strategie per la somministrazione di tali segnali basate sulle informazioni metaboliche essenziali delle cellule acquisite nel corso del Programma e su una appropriata descrizione del trasporto di materia all’esterno e all’interno dell’impalcatura per erogare tali segnali biochimici a velocità eguali ai >>>
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
Ogni anno più di un milione di pazienti necessita di cure per affezioni legate ai tessuti cartilaginei i quali sono caratterizzati da una semplicità strutturale con scarsa capacità di autorigenerazione. Sono oramai frequenti gli interventi chirurgici effettuati su pazienti con difetti alle cartilagini dovuti ad artrite, malattie congenite e traumi. Le terapie correnti prevedono il trapianto di cartilagine e l’utilizzo di protesi, ma nessuna di queste tecniche può garantire una soluzione definitiva ai pazienti con danni alle cartilagini.Parallelamente il costo sociale delle fratture ossee sta diventando un problema serio. Nei soli Stati Uniti è stato stimato per l’anno 2025 in circa 64 miliardi di US$/anno. Con le cure attuali il 15% delle fratture guarisce con difficoltà o non guarisce e richiede l’innesto di nuovo osso, inevitabile per grandi difetti d’osso. L’osso trapiantato è preso da altra sede del corpo del paziente o da donatore. La scarsa disponibilità di tessuto e la necessità di due operazioni limita la prima opzione. La scarsa integrazione dell’impianto e problemi biomeccanici limitano la seconda. Il fallimento di ca. 50% degli innesti spinge alla ricerca di alternative.
Un sostituto biologico dell’osso può essere preparato in vitro mediante l’ingegneria dei tessuti. Cellule osteogeniche sono isolate dal paziente, espanse in coltura per aumentarne il numero e impiantate in un’impalcatura biocompatibile e risorbibile che le ospiti con la forma >>>



