Materiali per applicazioni biomedicali e l'ingegneria tissutale

Il gruppo di ricerca su "Materiali per applicazioni biomedicali e ingegneria tissutale" possiede notevole esperienza nella progettazione, sviluppo e studio di materiali principalmente polimerici e compositi, destinati ad applicazioni nel settore biomedicale. Molti studi inoltre sono stati rivolti alla realizzazione di materiali ibridi ottenuti mediante innesto chimico di polimeri e idrogeli su una vasta gamma di materiali quali metalli, ceramici vetri e altri polimeri con lo scopo di migliorarne la resistenza e la durabilità ma soprattutto di impartire nuove caratteristiche e/o funzionalità al prodotto finale quali bagnabilità, idrofilia, biocompatibilità, emocompatibilità, specifica sensibilità a biomolecole. Nello specifico i temi di ricerca riguardano: • Sviluppo di sistemi polimerici rigidi ad elevata porosità per la realizzazione di scaffold riassorbibili Sono stati realizzati innovativi sistemi polimerici, compositi e ibridi caratterizzati da elevata porosità biocompatibilità e biodegradabilità. In relazione ai requisiti richiesti, proprietà quali rigidità, flessibilità, resistenza alle sollecitazioni, porosità, resistenza alla degradazione e idrofilia possono essere modulate e ottimizzate con lo scopo di replicare le proprietà di tessuti naturali ed ottenere dei supporti in grado di sostituirli temporaneamente e promuovere nel tempo la riparazione /rigenerazione di tali tessuti danneggiati. Gli scaffold ibridi in particolare, ingegnerizzati con cellule mesenchimali umane, hanno mostrato spiccata propensione alla differenziamento osteogenico ed è in corso uno studio per la loro validazione in applicazioni cliniche. Tali materiali inoltre possono essere trasformati con tecnologie di uso comune per i materiali polimerici e con stampa 3D. • Sviluppo di idrogeli polimerici (morbidi per la realizzazione di scaffold riassorbibili) Gli idrogeli sono polimeri in grado di assorbire quantità significative di acqua senza disciogliersi, mantenendo nel contempo una definita struttura tridimensionale. Il gruppo vanta un’esperienza pluriennale nella sintesi di idrogeli polimerici, in particolare di idrogeli sensibili agli stimoli ambientali (temperatura, pH, umidità, ecc.), idrogeli superassorbenti e idrogeli con proprietà meccaniche superiori rispetto agli idrogeli sintetici tradizionali. Idrogeli biocompatibili e bioriassorbibili inoltre sono stati studiati quali scaffold per impieghi nell’ingegneria tissutale soprattutto per la rigenerazione di tessuto cartilagineo e osseo. • Polimeri a memoria di forma per dispositivi biomedicali intelligenti Il gruppo ha esperienza nella caratterizzazione della risposta a memoria di forma dei materiali polimerici e nell’individuazione di linee guida per l’ottimizzazione della loro risposta. A scopo di ricerca preindustriale il gruppo si è anche occupato di uno studio di fattibilità per la realizzazione e la caratterizzazione di diversi dispositivi, quali stent in materiale polimerico, guide per l'ortodonzia; dispositivi per il rilascio di farmaci intravescicali e gastrici. Il gruppo fa inoltre parte di un network internazionale sulla stampa 4D. • Caratterizzazione di sensori a substrato polimerico per la realizzazione di dispositivi biomedicali Supporto alla caratterizzazione meccanica di sensori di sforzo/deformazione su substrato polimerico, con potenziali applicazioni nei settori della riabilitazione motoria (guanti per la riabilitazione degli arti superiori; dispositivi intraorali per la riabilitazione della lingua). • Progettazione di manufatti per il settore biomedicale L’utilizzo di materiali polimerici (polimeri/gomme) per la realizzazione di manufatti richiede lo sviluppo di adeguate procedure progettuali al fine di ottenere prodotti altamente performanti, privi di difetti e con tolleranze ridotte.