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Algebraic topological invariants for Morse-Smale vector fields
The goal of this thesis is to introduce new algebraic methods for the topological analysis
of fields. We consider different special cases like gradient fields, gradient-like Morse-Smale
vector fields, or Morse-Smale vector fields with closed orbits. We describe different ways
for assigning a chain complex to a vector field and discuss connections to known invariants
from topological data analysis.
We start by studying the category of tame epimorphic parametrized chain complexes,
factored chain complexes for short, generalizing results from persistent homology to this
setting, namely the structure theorem and the isometry theorem. We present a pipeline
that produces a factored chain complex from a weighted based chain complex and apply
this to the Morse complex in both the smooth and discrete settings. In combination with
the structure theorem, this yields a tagged barcode for gradient-like Morse-Smale vector
f
ields on compact Riemannian manifolds. We prove local stability and combinatorial
approximation results, and describe connections to the classical persistence barcode in
the special case of the gradient of a scalar field.
Going beyond the gradient-like case, we recall a method by Franks [25] to replace a
closed orbit by a pair of fixed points via a local perturbation. We show that there are mul
tiple non-equivalent ways of following this procedure and and describe the consequences
of this non-uniqueness to the endeavour of assigning CW complexes or chain complexes
to Morse-Smale vector fields in a canonical way.
In order to assign a chain complex to any Morse-Smale vector field, we use the filtration
of the underlying manifold by unstable manifolds used by Smale in [46] and consider the
spectral sequence in Čech homology associated with this filtration. We show that the
terms on the first page of this spectral sequence admit canonical bases corresponding to
the fixed points and closed orbits of the vector field. In the 2D case, we present a method
to rearrange the algebraic information of the spectral sequence so as to obtain a canonical
chain complex, whose homology agrees with the singular homology of the manifold. We
derive the Morse inequalities from [46] from this chain complex and present a method for
endowing it with bases in each degree
Electron NanoCrystallography of Metal-Organic Frameworks
The rapid progress in the production and application of nanomaterials highlights
the critical importance of advanced characterization techniques adapted to their
nanoscale dimensions. This thesis focuses on method development and application
of 3D Electron Diffraction (3D-ED) [1] as an effective alternative to traditional X-ray
diffraction (XRD) for the analysis of submicron-sized crystals [2, 3].
We begin by exploring the foundational principles of 3D-ED and the specific requirements
necessary for the accurate acquisition and analysis of electron diffraction
data. Following this, we detail the development and implementation of automated
data acquisition protocols, which significantly improve the efficiency, precision, and
reproducibility of structural characterizations.
Expanding on these developments, the study focuses on the application of 3D-ED,
to investigate a range of novel and unreported metal-organic frameworks (MOFs),
demonstrating the versatility and robustness of 3D-ED techniques in resolving complex
structural details, as validated by Rietveld refinements.
This thesis illustrates how 3D-ED can serve as an indispensable tool for the structural
characterization of nanomaterials, demonstrating its potential to significantly
contribute to advancements in materials science
Behaviour of lower continental plate associated to a collisional orogen: structures, seismic-stratigraphy, deformations timing and local geophysical characters of foreland area with examples from Sicily channel and Adriatic region (Central Mediterranean).
Subduction zones are crucial for Earth's dynamics and are characterized by the convergence of tectonic plates with one of it diving down the other; the subducting plate, or lower plate, is governed by flexural subsidence and extensional stresses which keep on migrating towards the orogenic wedge where it experiences the thrust sheet loading. When the two continental plates converge and collide (continent-continent collision), the lower plate is characterized by a foreland basin which preserves the evidence of extensional tectonics as well as the deformation signs caused by the loading of the orogenic wedge.
For this PhD research, the aim is to investigate and characterize the geometry of the deformation timing and the geophysical characters in the foreland area of the Sicily Channel which belongs to the northern margin of the subducting African plate under the European plate to constrain the underlying mechanism and their variation through space and time. The intricate relation of the extensional and compressional tectonic settings ahead of the Sicily–Maghrebian orogenic system has been documented. The areas close to this orogenic wedge show complexity in the tectono-stratigraphic framework due to the migration of extensional stresses on the forebulge more towards the orogenic wedge which acts as a load on the bending lower plate. The confluence of the opposing extensional and compressional tectonic regimes occurs giving rise to structural and stratigraphic complexities. The analysis was performed with the aid of subsurface data and the satellite gravity and heat flow measurements which were complemented by high-resolution bathymetric data across the focused region. The anomalous behavior of geophysical and heat flow characters through depth crustal models of the focused region presented in this thesis confirms the presence of volcanic bodies and change in the lithospheric thickness with the migration of extensional stress that affects also the orogenic wedge.
The Sicily Channel serves as a natural laboratory, revealing that this foreland region has preserved the record of dynamic processes (extension and compression), controlling lithosphere deformation in the lower plate. Thus, compressive deformations have extended far beyond the major orogenic front and affected a vast region of the subducting lower plate which otherwise has been under extension due to its bending. But, this work revealed that extension can propagate inside the orogenic wedge orthogonal to the trends of its major folds and thrusts which are both extended/dismembered and again compressed (causing positive inversion) in a short period of time (Pleistocene-Holocene – about 2 Ma). This envisages a more complex geodynamic relationship between the lower plate and the associated orogenic wedge in a collisional mountain chain
Management and surveillance of wild birds in controlling the spread of avian influenza in Italy
Il virus dell’influenza aviaria è uno dei patogeni maggiormente impattante nell’allevamento avicolo mondiale.
La popolazione di uccelli selvatici, in particolare l’ordine degli Anseriformes e Charadriformes, sono tra i principali serbatoi dell’infezione e come tali sono attentamente monitorati con lo scopo di prevenire e sorvegliare la diffusione dei virus.
A livello europeo esistono diverse norme dedicate alla regolamentazione e alla standardizzazione delle metodiche di sorveglianza.
Tra queste le più significative sono rappresentate dal Regolamento delegato (UE) 2020/687 della Commissione del 17 dicembre 2019, il Regolamento delegato (UE) 2020/689 della Commissione del 17 dicembre 2019 e il Regolamento (UE) del Parlamento Europeo e del Consiglio del 9 marzo 2016.
In Italia, il monitoraggio e la sorveglianza del virus dell’influenza aviaria nel territorio nazionale sono invece regolamentati da un Programma di Sorveglianza stillato annualmente dal Ministero della Salute con il supporto tecnico-scientifico del Centro di Referenza per l’Influenza Aviaria e la Malattia di Newcastle dell’Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie.
In particolare, questo programma prevede dei piani di sorveglianza sia attiva che passiva sia sulla popolazione avicola domestica, ma anche nelle specie aviari selvatiche target e in alcune specie di mammiferi domestici e selvatici considerati a rischio.Avian influenza viruses are among the most significant pathogens affecting the global poultry
farm (Blagodatski et al., 2021).
Wild bird populations, particularly those of the order Anseriformes and Charadriiformes, act as
the primary reservoirs of infection (Cardona et al., 2009) and are subject to surveillance programs
to prevent and predict the spread of the virus (Ministero della Salute, 2023).
In the European Community, there are several norms dedicated to the standardize of surveillance
activities.
Among the most significant ones, there are Commission Delegated Regulation (EU) 2020/687 of
17 December 2019 (Commissione Europea, 2020), Commission Delegate Regulation (EU)
2020/689 of 17 December 2019 (Commissione europea, 2019) and Regulation (EU) of the
European Parliament and of the Council of 9 March 2016 (Parlamento Europeo & Consiglio
dell’Unione Europea, 2016).
In Italy, the monitoring and surveillance of avian influenza virus within the national territory are
regulated by an annual Programma di Sorveglianza written by Ministero della Salute with the
technical and scientific support of the “Centro di Referenza per l’Influenza Aviaria e la Malattia di
Newcastle dell’Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie”.
The program includes both active and passive surveillance plans targeting domestic poultry
populations, selected wild bird species and certain domestic and wild mammal species
considered at risk (Ministero della Salute, 2023)
Unilateral Spatial Neglect : state of the art between neuropsychology, clinical evaluation and traditional and innovative rehabilitative approaches
L’Eminegligenza spaziale unilaterale (NSU) è un disturbo neuropsicologico complesso e multicomponenziale, causato da lesioni cerebrali all’emisfero destro, le quali causano una compromissione nella capacità dei pazienti di percepire, esplorare ed interagire con lo spazio controlesionale. In questo elaborato si è analizzata questa sindrome nelle sue diverse componenti, ponendo attenzione alle tecniche valutative e agli interventi riabilitativi attualmente disponibili.
In primo luogo, si è svolta una panoramica del disturbo, analizzando le manifestazioni cliniche, le classificazioni, i fenomeni associati, le basi neurali e le principali ipotesi che spiegano il disturbo. Viene poi approfondita la valutazione neuropsicologica, che deve includere una prima analisi del livello cognitivo globale del paziente ed in seguito, deve essere specifica per la tipologia di neglect, ovvero personale, peripersonale ed extrapersonale, fino ad arrivare ad una valutazione ecologica, fondamentale per la comprensione dell’impatto del disturbo nella vita quotidiana del paziente. In seguito, è stato approfondito il concetto di riabilitazione con le strategie utilizzate per ridurre l’impatto del neglect, che comprendono l’adattamento prismatico, le tecniche visuo-esplorative, le stimolazioni sensoriali e la stimolazione cerebrale non invasiva (NIBS). Infine, sono state approfondite le tecniche di riabilitazione innovative, come la realtà aumentata, la realtà virtuale, la robotica riabilitativa e le interfacce uomo-computer, che rappresentano strumenti promettenti per il trattamento del neglect, nonostante necessitino di ulteriori studi per ottenere una validazione clinica. L’analisi condotta evidenzia l’importanza di una valutazione accurata e di un approccio terapeutico personalizzato, al fine di migliorare il recupero funzionale e la qualità di vita dei pazienti.Unilateral Spatial Neglect (NSU) is a complex, multicomponent neuropsychological disorder caused by right hemisphere brain lesions, which cause impairment in patients' ability to perceive, explore, and interact with the contralesional space. This paper analyzed this syndrome in its various components, focusing on available assessment techniques and rehabilitation interventions.
First, an overview of the disorder is conducted, analyzing the clinical manifestations, classifications, associated phenomena, neural bases, and main hypotheses explaining the disorder. Next, the neuropsychological assessment is delved into, which must include an initial analysis of the patient's global cognitive level and thereafter must be specific for the type of neglect, i.e., personal, peripersonal, and extrapersonal, leading up to an ecological assessment, which is essential for understanding the impact of the disorder on the patient's daily life. Next, the concept of rehabilitation was explored, describing the strategies used to reduce the impact of neglect, which include prismatic adaptation, visuospatial techniques, sensory stimulation, and noninvasive brain stimulation (NIBS). Finally, innovative rehabilitation techniques, such as augmented reality, virtual reality, rehabilitation robotics, and brain-computer interfaces, were explored, which represent promising tools for the treatment of neglect, although they need further study to achieve clinical validation. The analysis conducted highlights the importance of accurate assessment and individualized treatment approaches for the improvement of patients' functional recovery and quality of life
«Visti i descritti quadri, son di parere che il Direttore possa accordare l’estrazione». Norme e prassi per l’esportazione di opere d’arte nella Firenze post-Restaurazione
Esiste una macchina “pubblica” per la tutela delle opere d’arte a Firenze nel XIX secolo? Contrariamente all’opinione diffusa di una scarsa protezione del patrimonio, l’analisi dei Registri di Estrazione evidenzia una struttura burocratica ben consolidata, incaricata di esaminare e talvolta negare centinaia di richieste di esportazione ogni anno. Pur operando in un contesto di relativa permissività, il sistema di controllo testimonia un modello precoce di tutela del patrimonio.
Self Action Observation Training for biomechanical refinement of jump shot in basketball
L’Action Observation Training (AOT), che sfrutta l’attivazione del meccanismo specchio indotta dall’osservazione di azioni congruenti con il proprio repertorio motorio, rappresenta un approccio consolidato in ambito clinico-riabilitativo. Tuttavia, le sue potenzialità applicative nello sport professionistico, in cui l’obiettivo non è il recupero ma l’ottimizzazione della prestazione, risultano ancora poco esplorate. Il presente studio si propone di valutare l’efficacia di un protocollo di AOT nel miglioramento dell’efficienza biomeccanica e della stabilità esecutiva di un gesto tecnico, il Jump Shot (JS), in una squadra di basket che milita nella Serie B nazionale. L’ipotesi di lavoro è che l’osservazione strutturata della propria migliore esecuzione possa fungere da “ancoraggio informativo”, orientando la riorganizzazione motoria verso una configurazione più stabile, coerente ed efficiente.
Metodi e Analisi dati
Ai quindici atleti è stata registrata la cinematica del movimento durante l’esecuzione del Jump Shot (fase PRE) mediante un sistema di motion capture inerziale (Xsens MVN Link, 17 IMU) mentre, contemporaneamente, venivano ripresi con due videocamere 360° (Humaneyes Vuze 3D 360° VR Camera e Ricoh Theta SC2). La registrazione video della migliore performance è stata caricata su un visore (Oculus Meta Quest 2) ed utilizzata come stimolo visivo immersivo, personalizzato e specifico per ogni atleta, durante la fase di training. Il campione era composto da 7 atleti nel gruppo AOT e 8 nel gruppo di controllo (CTRL). Il gruppo AOT ha svolto 16 sessioni di training distribuite in otto settimane utilizzando un visore Oculus Meta Quest 2, in cui gli atleti osservavano la loro miglior performance (target), la immaginavano (motor imagery) e successivamente eseguivano 20 ripetizioni. L’analisi cinematica è stata condotta tramite normalizzazione robusta (MAD), riduzione dimensionale mediante PCA e calcolo della distanza di Mahalanobis dal target motorio (migliore esecuzione individuale per AOT; centroide PRE per CTRL). Sono stati, inoltre, quantificati la distanza media dal target (Δd̄), la variabilità intra-fase (ΔV) e i contributi dei giunti articolari attraverso i loro loadings in ognuna delle componenti principali.
Risultati
I risultati mostrano un effetto significativo del protocollo AOT: il gruppo sperimentale riduce la distanza dal target (Δd̄ = 0.203, p = 0.031) e la variabilità esecutiva (ΔV = −0.080, p = 0.031), convergendo verso un gesto più stabile e vicino al proprio modello ottimale. Al contrario, il gruppo di controllo si allontana in modo significativo dal target (Δd̄ = 0.806, p = 0.007), con una distanza circa quattro volte superiore rispetto ad AOT (p = 0.0006). L’analisi frame-by-frame evidenzia che i miglioramenti più marcati emergono nella fase finale dell’azione, dalla spinta degli arti inferiori fino al rilascio della palla.
Conclusioni
Il protocollo AOT si dimostra capace di ottimizzare l’organizzazione biomeccanica di un gesto tecnico del basket (Jump Shot), non inducendo modifiche strutturali nel gesto ma stabilizzando i meccanismi di controllo che lo governano. L’esposizione ripetuta al proprio modello ottimale ha guidato i processi di riorganizzazione motoria, promuovendo una configurazione esecutiva più solida, consistente e funzionalmente efficiente. Questi dati suggeriscono che un training con AOT possa rappresentare uno strumento innovativo, replicabile e potenzialmente applicabile al consueto programma di allenamento in palestra, e ai percorsi di recupero post-infortunio negli sport ad alta specializzazione
Outcome in canine patients undergoing splenectomy
La milza è frequentemente colpita da patologie congenite, vascolari, infiammatorie e
neoplastiche, sia benigne sia maligne, primitive o metastatiche. Nei cani, il tumore splenico
maligno più comune è l’emangiosarcoma, che rappresenta il 45-51% delle neoplasie maligne
della milza e circa il 2% di tutte le neoplasie maligne (Spangler & Kass, 1997).
Lo scopo di questo studio è stato analizzare i cani sottoposti a splenectomia, valutando
caratteristiche cliniche delle neoformazioni, e, in caso di forme maligne, sopravvivenza e
fattori prognostici. Sono stati inclusi 95 soggetti operati presso l’Ospedale Veterinario
Universitario Didattico di Parma tra gennaio 2021 e luglio 2025, che avessero referto
istologico completo, mentre per l’analisi della sopravvivenza è stato considerato anche un
follow-up minimo di 6 mesi. Sono stati sottoposti a chirurgia 37 femmine (23 sterilizzate) e
58 maschi (17 castrati). I meticci erano i più rappresentati, seguiti da Pastore Tedesco,
Labrador, Golden Retriever e Boxer.
Dei cani con emangiosarcoma, il 71,4% era di sesso maschile, con età media di 9,8 anni,
simile a quella di tutto il gruppo (10,15 anni). Complessivamente, il 61,4% presentava
patologie benigne e il 38,6% tumori maligni, di cui l’emangiosarcoma costituiva il 61,8%,
mettendo in discussione la “regola dei 2/3” riportata in letteratura (Johnson et al., 1989;
Davies & Taylor, 2020).
Il 54,7% dei cani presentava comorbidità, nel 19,2% neoplastiche, mentre nel 34,1% erano
sospettate metastasi al momento della chirurgia. La sopravvivenza mediana è risultata di
564 giorni per le patologie benigne, 111 giorni per tumori maligni nel loro insieme, e di 76
giorni considerando solo l’emangiosarcoma. L’emoaddome, presente nel 90,4% dei casi di
emangiosarcoma, e valori di ematocrito inferiori al 30% si sono rivelati probabili fattori
prognostici negativi.
Questo studio conferma i dati presenti in letteratura riguardo al comportamento biologico
aggressivo dell’emangiosarcoma splenico e della prognosi sfavorevole associata a questo
tumore e supporta l’ipotesi che la “regola dei due terzi” si applichi solo alle lesioni maligne e
non a tutte le masse spleniche, confermando l’idea che la splenectomia debba essere sempre
eseguita quando non sia possibile ottenere una diagnosi preoperatoria.The spleen is frequently affected by congenital, vascular, inflammatory, and neoplastic
disorders, both benign and malignant, primary or metastatic. In dogs, the most common
malignant splenic tumor is hemangiosarcoma, which accounts for 45–51% of malignant
splenic neoplasms and about 2% of all malignant neoplasms (Spangler & Kass, 1997).
The aim of this study was to analyze dogs undergoing splenectomy, evaluating clinical
characteristics of the spleen, and, in case of malignant tumors, survival, and prognostic
factors. A total of 95 dogs operated at the Veterinary Teaching Hospital of the University of
Parma between January 2021 and July 2025 were included, with complete histological
reports; for survival analysis, a minimum follow-up of 6 months was also required. Surgery
was performed on 37 females (23 spayed) and 58 males (17 neutered). Mixed-breed dogs
were the most represented group, followed by German Shepherds, Labradors, Golden
Retrievers, and Boxers.
Among dogs with hemangiosarcoma, 71.4% were males, with a mean age of onset of 9.8
years, similar to the median age of the entire population (10.15 years). Overall, 61.4%
presented benign splenic conditions, while 38.6% had malignant tumors, of which
hemangiosarcoma accounted for 61.8%, which is in contrast with the “two-thirds rule”
reported in the literature (Johnson et al., 1989; Davies & Taylor, 2020).
Comorbidities were present in 54.7% of cases, 19.2% of which were neoplastic, while 34.1%
showed suspected metastases at the time of surgery. Median survival was 564 days for
benign conditions and 111 days for malignant tumors overall, and 76 days for
hemangiosarcoma. Hemoperitoneum, observed in 90.4% of hemangiosarcoma cases, and
hematocrit values below 30% appeared to be probable negative prognostic factors.
This study confirms the data from the literature about aggressive biological behavior of
splenic hemangiosarcoma in dogs and the poor prognosis associated with this tumor and
supports the hypothesis that the two-third rule only apply to malignant lesions and not to all
splenic masses, confirming the idea that splenectomy should always performed when a
preoperative diagnosis is not achievable
Somministrazione intranasale di sistemi avanzati caricati con farmaci peptidici e biologici: studio in vitro, ex vivo ed in vivo
La via di somministrazione nasale è stata ampiamente esplorata negli ultimi decenni come valida alternativa alle classiche vie orali e parenterali per la somministrazione di farmaci. Questa Tesi ha avuto l’obiettivo di esplorare approfonditamente la somministrazione nasale di farmaci, valutando quali siano i principali fattori fisiologici che possono potenzialmente rappresentare un ostacolo all’assorbimento del farmaco e utilizzando la nanotecnologia per fare fronte a tali limiti.
La prima parte di questa Tesi riguarda lo studio di uno spray micellare nasale a base di ciclosporina A, interamente caratterizzato per proprietà chimico/fisiche e mucoadesività. Inoltre, la somministrazione in vivo della formulazione è stata simulata sfruttando un modello siliconico di naso umano e diversi dispositivi nasali. Infine, l’efficacia della formulazione contro SARS-CoV-2 è stata testata in vitro su cellule VERO E6. La formulazione ha dimostrato di avere una dimensione particellare di circa 15 nm, una superficie neutra ed una elevata efficienza di incapsulazione del farmaco (circa 95%), oltre che una notevole stabilità nel tempo. Inoltre, è stato dimostrato che la formulazione ha una elevata tendenza a penetrare attraverso la mucosa nasale e gli studi in vitro hanno dimostrato un’efficacia antivirale del 100% nella maggior parte dei protocolli di trattamento utilizzati.
La seconda parte della Tesi riguarda l’applicazione della formulazione micellare di ciclosporina A su un modello animale di neuroinfiammazione indotta da Lipopolisaccaride (LPS). Lo studio è stato eseguito somministrando a topi CD-1 una dose di 40 mg/kg di ciclosporina A per via nasale, con l’obiettivo di veicolare il farmaco al cervello. L’effetto terapeutico del trattamento cronico con ciclosporina A è stato valutato mediante diversi studi comportamentali; parallelamente il farmaco è stato quantificato sia nel plasma che nel bulbo olfattivo dopo una singola somministrazione. Il profilo di efficacia e sicurezza della formulazione micellare nasale è stato paragonato a quello della sospensione orale del farmaco. I risultati hanno evidenziato una maggiore sicurezza della somministrazione nasale paragonata a quella orale, e hanno mostrato l’effetto antidepressivo della formulazione micellare di ciclosporina A somministrata per via nasale.
La terza parte di questa Tesi consiste in uno studio approfondito della mucosa nasale, realizzato tramite immunoistochimica, con l’obiettivo di evidenziare le principali differenze anatomiche tra le aree respiratorie e olfattive e la connessione diretta dell’epitelio olfattivo con il cervello. Successivamente, è stata dimostrata l’importanza dell’utilizzo di sistemi innovativi e dispositivi che consentano la deposizione selettiva del farmaco sulla regione olfattiva della mucosa, quando si vuole ottenere una somministrazione naso-cervello. A questo scopo, è stata utilizzata una formulazione di nanoparticelle a base di chitosano come modello per esplorare i profili di mucoadesione e mucopenetrazione su un modello ex vivo di mucosa nasale, sfruttando la microscopia a due fotoni per analizzare sia la superficie che la profondità del tessuto. Le nanoparticelle si sono rivelate maggiormente mucopenetranti rispetto alla soluzione di farmaco, utilizzata come riferimento, ed è stato possibile osservare come le strutture neuronali possano formare canali che favoriscano il passaggio del farmaco o delle nanoparticelle dalla mucosa nasale al cervello.The nasal route of administration has been widely explored in recent decades as a valid alternative to the classic oral and parenteral routes for drug administration. This Thesis aimed to deeply explore the nasal administration of drugs, evaluating the main physiological factors that can potentially represent an issue to drug absorption and exploiting nanotechnology to address these limitations.
The first part of this Thesis concerns the study of a nasal micellar spray encapsulating cyclosporine A, entirely characterized for chemical/physical properties and mucoadhesiveness. Furthermore, the in vivo administration of the formulation was simulated using a silicon model of a human nose and different nasal devices. Finally, the efficacy of the formulation against SARS-CoV-2 was tested in vitro on VERO E6 cells. The formulation has been shown to have a particle size of about 15 nm, a neutral surface and a high drug encapsulation efficiency (about 95%), as well as considerable stability over time. Furthermore, the formulation has been shown to have a high tendency to penetrate through the nasal mucosa and in vitro studies have demonstrated an antiviral efficacy of 100% in most of the treatment protocols used.
The second part of the Thesis concerns the application of the micellar formulation of cyclosporine A on an animal model of neuroinflammation induced by Lipopolysaccharide (LPS). The study was performed by administering a 40 mg/kg dose of cyclosporine A intranasally to CD-1 mice, with the aim of delivering the drug to the brain. The therapeutic effect of chronic treatment with cyclosporine A was evaluated through several behavioral studies; in parallel, the drug was quantified both in plasma and in the olfactory bulb after a single administration. The efficacy and safety profile of the nasal micellar formulation was compared to that of the oral suspension of the drug. The results highlighted a higher safety of nasal administration compared to oral administration, and showed the antidepressant effect of the intranasally administered micellar formulation of cyclosporine A.
The third part of this Thesis consists of an in-depth study of the nasal mucosa, carried out by immunohistochemistry, with the aim of highlighting the main anatomical differences between the respiratory and olfactory regions and the direct connection of the olfactory epithelium with the brain. Subsequently, the importance of using innovative systems and devices that allow a selective deposition of the drug on the olfactory region of the mucosa, when a nose-to-brain administration is desired, was demonstrated. For this purpose, a chitosan-based nanoparticle formulation was used as a model to explore the mucoadhesion and mucopenetration profiles on an ex vivo model of nasal mucosa, using two-photon microscopy to analyze both the surface and the depth of the tissue. The nanoparticles proved to be more mucopenetrating than the drug solution, used as a reference, and it was possible to observe how the neuronal structures can form channels that facilitate the passage of the drug or nanoparticles from the nasal mucosa to the brain
Novel design and motion planning strategies for palletization tasks using collaborative robots in automated warehouses
This dissertation introduces novel design and motion planning strategies for collaborative robots in automated warehouses. Traditional warehouses are characterized by human-centred industrial processes where tasks are performed manually by human operators. Automated warehouses were invented to improve efficiency when advanced autonomous robot systems became available. The objective of this thesis is to investigate novel approaches for manipulation tasks in automated warehouses, such as palletization and depalletization of single packages using collaborative robots. Collaborative robots have been the focus of attention due to their flexibility and their ability to work in shared workspace with human operators. The contributions of this dissertation range from developing a prototype platform to implementing novel algorithms. Hardware devices available on the market, such as collaborative robots and vacuum grippers, are compared. In particular, collaborative robots are compared in simulated depalletization tasks, while vacuum grippers are evaluated through manual experiments conducted by a human operator. Based on the comparison results, a prototype platform for depalletization tasks was developed, featuring a collaborative manipulator mounted on a mobile platform. In addition to the prototype platform, this thesis presents two novel strategies for object manipulation: a task and motion planning algorithm that uses a probabilistic model to estimate the feasibility of pick and place actions and a procedure for estimating the displacement error of grasped boxes by inducing collisions between the grasped box and a fixed fixture in the environment