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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2007

italiano - english
Unità di Ricerca
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Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • CHEMISTRY; METALLURGY
  • HUMAN NECESSITIES
    • MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
      • ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY (measurement of bio-electric currents A61B; electrosurgical apparatus or circuits therefor A61B17/36; physical therapy arrangements in general A61H; anaesthetic apparatus in general A61M; incandescent lamps H01K; infra-red radiators for heating H05B)
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES (separating components of materials in general B01D, B01J, B03, B07; apparatus fully provided for in a single other subclass, see the relevant subclass e.g. B01L; measuring or testing processes other than immunoassay, involving enzymes or micro-organisms C12M, C12Q; investigation of foundation soil in situ E02D1/00; sensing humidity changes for compensating measurements of other variables or for compensating readings of instruments for variations in humidity, see G01D or the relevant subclass for the variable measured; testing or determining the properties of structures G01M; measuring or investigating electric or magnetic properties of materials G01R; systems or methods in general, using reception or emission of radiowaves or other waves and based on propagation effects, e.g. Doppler effect, propagation time, direction of propagation, G01S; determining sensivity, graininess, or density of photographic materials G03C5/02; testing component parts of nuclear reactors G21C17/00; [N: controlling or regulating non-electric variables G05D; measuring degree of ionisation of ionised gases, i.e. plasma H05H1/00A; testing electrographic developer properties G03G15/08H6])
Classificazione geografica
Parole Chiave
CAMPI ELETTROMAGNETICI, NANOPARTICELLE, TOMOGRAFIA A MICROONDE, NANOMACCHINE

Nanoparticelle Magnetiche e Campi elettromagnetici per le Nanotecnologie e la Diagnostica

Università degli Studi di Napoli "Federico II"
Abstract
Nonostante l’ubiquità e la pervasività dell’utilizzo dei campi elettromagnetici a frequenze non ottiche negli ambiti più disparati, la loro interazione con i sistemi biologici è stata finora studiata principalmente allo scopo di accertare eventuali effetti indotti su macromolecole, cellule o organismi. Tuttavia, alcune applicazioni dei campi elettromagnetici in diagnostica (tomografia a microonde) e terapia (magnetoterapia, ipertermia a radiofrequenza ed a microonde) hanno già illustrato come il passaggio dal paradigma:
irradiazione->ricerca e comprensione dell’effetto
al paradigma:
effetto desiderato -> ricerca delle giuste modalità di irraggiamento per ottenerlo
possa portare a risultati applicativi di grande interesse.

Coniugando tale inversione di paradigma alle enormi possibilità offerte dalle nanotecnologie, il progetto MANFIND (MAgnetic Nanoparticles and electromagnetic FIelds for Nanomachines and Diagnostics) intende dimostrare le grandi potenzialità derivanti da un uso congiunto di nanoparticelle e campi elettromagnetici. Per la loro rilevanza ed al fine di evidenziare quanto sia ampio l’arco di possibili applicazioni, si perseguiranno, tra i molti diversi possibili, due specifici obiettivi, ovvero:
- Lo sviluppo di nuovi efficaci metodi per la diagnosi precoce del cancro al seno mediante microonde;
- La dimostrazione della fattibilità di (bio)nanomacchine controllabili da remoto mediante campi >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Ovidio Mario Bucci Università degli Studi di NAPOLI "Federico II"
Obiettivo del Programma di Ricerca
Alla luce del cambiamento di prospettiva alla base del presente progetto, che sposta il focus della ricerca dall’indagine sugli effetti indesiderati dei campi elettromagnetici sui sistemi biologici alla previsione ed utilizzo di tali effetti per scopi desiderati, il primo, importante obiettivo che si vuole raggiungere consiste nella dimostrazione che, coniugando l’elettromagnetismo con le possibilità della chimica di costruire sistemi molecolari opportuni, è possibile costruire una piattaforma di conoscenze comuni e conseguire risultati altamente innovativi.
Nello specifico, grazie all’uso congiunto di campi elettromagnetici e nanoparticelle magnetiche, il progetto si propone di ottenere tali risultati innovativi in due ambiti di alto interesse applicativo, ovvero lo sviluppo di nuove tecniche, affidabili ed a basso costo, per la diagnostica non invasiva del tumore al seno e la realizzazione di nano meccanismi controllati da remoto mediante campi elettromagnetici.
Tali ambiti, l’uno caratterizzato dal forte impatto sociale e l’altro dalla vastità e rilevanza delle possibili ricadute applicative, evidenziano non solo l’ampiezza dell’arco delle possibili applicazioni, ma anche come l’uso congiunto di cui sopra possa essere rilevante sia ai fini dello sviluppo di scenari (ed applicazioni) estremamente innovativi, che per migliorare in modo sostanziale tecnologie già esistenti od in via di sviluppo.
Come risulta evidente da quanto esposto nella successiva >>>

Risultati parziali attesi
Senza voler ripetere quanto esposto in dettaglio nell’ambito delle sezioni 13 e 14 in merito agli specifici risultati attesi ad alla loro articolazione temporale, ci si limita nel seguito ad evidenziare gli aspetti più rilevanti di tali risultati dal punto di vista sia scientifico che delle ricadute applicative.
L’obiettivo scientifico più rilevante che si intende raggiungere è la dimostrazione che, grazie all’uso congiunto di campi elettromagnetici e nanoparticelle magnetiche, è possibile conseguire risultati altamente innovativi in due ambiti applicativi di alto interesse, ovvero lo sviluppo di nuove tecniche a basso costo per la diagnostica non invasiva del tumore al seno e la realizzazione di nano meccanismi controllati da remoto mediante campi elettromagnetici.
Ciò richiede lo sviluppo di una caratterizzazione, semplificata ma sufficientemente accurata, dell’interazione tra nanoparticelle magnetiche e campo, sia dal punto di vista della risposta a campi a frequenze di microonde sia da quello dell’interazione meccanica con campi magnetici a bassa frequenza. Nel contempo, è necessario caratterizzare in maniera sufficientemente semplice le proprietà meccaniche globali dei nano meccanismi, o, almeno dei loro costituenti fondamentali, sì da poterne studiare la dinamica.
Dal punto di vista della ricerca, il conseguimento di questi risultati significa cominciare a disporre del bagaglio teorico necessario per poter effettuare previsioni sul comportamento di >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Grazie alla risoluzione raggiunta negli ultimi decenni dai metodi della biologia molecolare, è stato possibile definire la natura molecolare dei sistemi biologici, appurando che la scala dei componenti alla base del funzionamento di ogni organismo vivente (proteine, acidi nucleici ed altre macromolecole biologiche) è quella che parte dal nanometro e arriva ai micron.
Molto più recentemente, con lo sviluppo delle nanotecnologie, è stato possibile raggiungere una risoluzione simile in applicazioni ingegneristiche volte alla miniaturizzazione di sistemi, alla micromanipolazione e alla microfluidica, in breve alla progettazione di sistemi e componenti su scale dimensionali paragonabili a quelle delle macromolecole biologiche (quali i nanocristalli, i nanotubi, le nanostrutture di carbonio, eccetera).
La convergenza su di una stessa scala dimensionale di queste aree scientifiche offre un’opportunità senza precedenti, che consiste nella reciproca integrazione per ottenere tecnologie, sistemi e discipline ibridi. Il risultato di questa integrazione, che si sta realizzando a ritmi molto rapidi, è stato definito all’estero con il nome di “nanobionics”.
Gli obiettivi della nanobionica, raggiungibili per definizione solo in un processo di scambio bidirezionale, sono sostanzialmente riassumibile in due punti:

1. manipolazione e controllo di sistemi macromolecolari attraverso l’impiego di tecnologie ingegneristiche quali la microfluidica, la >>>