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Materials and processes to engineering 3D viable human tissues in vitro
No full textMaterials and processes to engineering 3D viable human tissues in vitr
Design and Optimization of Polymeric Nanoshuttles for Active Delivery and Diagnosis
No full textDesign and Optimization of Polymeric Nanoshuttles for Active Delivery and Diagnosi
Materiali bio-logici
No full textL'invenzione di protesi è molto antica. Gli antichi egizi utilizzavano legno e cuoio per realizzare arti finti. I Maya erano abili dentisti e praticavano otturazioni con giada e pirite. In epoche più recenti sono le leghe metalliche a far da padrone. L'astronomo danese del XVI secolo Tycho Brahe utilizzava un naso finto a seguito delle ferite riportate in un duello. Brahe indossava un naso d'oro, d'argento o di rame a seconda della particolare occasione mondana. L'avvento dei nuovi materiali, ed in particolare delle materie plastiche nel ‘900 ha dato vita ad un gran numero di protesi per varie applicazioni: dal cardiovascolare all'ortopedico, dall'oftalmico all'ortodontico. Cinque secoli di progressi tecnici e scientifici hanno visto l'impiego di vari tipi di materiali nel corpo umano, metalli, ceramici, polimeri e compositi. Tuttavia, il principale criterio di progettazione di questi "biomateriali" è sempre stato quello di mantenere l'impianto inerte verso l'organismo: una protesi funziona bene fintanto che è invisibile all'organismo, non interagisce. Negli ultimi vent'anni le scoperte in campo biomedico hanno svelato i meccanismi che controllano le interazioni tra cellule e biomateriali. Ciò ha aperto la strada alla definizione di nuovi criteri di progettazione basati su logiche bio-logiche che mirano alla formulazione di biomateriali e protesi che interagiscono in maniera proattiva con il corpo umano. Questi materiali diventano "quasi viventi" nell'accezione in cui istruiscono le cellule con cui sono a contatto e reagiscono ai cambiamenti e fabbisogni dell'organismo. Le interfacce di separazione tra materiale artificiale e tessuto organico non sono più definite, ma divengono evanescenti laddove il sintetico si amalgama con il biologico e viceversa e non è più possibile distinguere l'uno dall'altro. In quest'ottica i materiali divengono bio-integrati, sia perché si integrano e si miscelano con i tessuti sia perché sono generati mutuando le logiche utilizzate dalla Natura per generare ed assemblare tessuti biologici. La sinergia tra materiali bio-integrati e le innovative tecnologie di micro e nanofabbricazione, quali la stampa tridimensionale, lo stampaggio a microiniezione e la elettrofilatura, ha consentito di realizzare sofisticati sistemi in grado do controllare il fato di cellule e tessuti. Superfici di protesi che migliorano l'integrazione con i tessuti circostanti o scaffold che promuovono la rigenerazione di tessuti complessi quali la trachea e le arterie sono oggi una realtà. In un futuro non lontano si utilizzeranno dispositivi miniaturizzati (chip) contenenti repliche di tessuti ed organi simulando le possibili loro interazioni per studiare l'efficacia di farmaci, oppure permettono di analizzare complessi fenomeni biologici come la metastatizzazione. Tutto ciò senza ricorrere a modelli animali, poco affidabili e costosi. Nanovettori funzionalizzati nella terapia e diagnostica e attuatori soffici nella robotica sono altri esempi in cui l'utilizzo dei materiali bio-integrati e delle logiche bio-logiche ha consentito di risolvere efficacemente problematiche tecniche e scientifiche. In uno scenario così complesso in cui ingegneria, chimica, biologia e medicina interagiscono e si fondono, figure professionali tradizionali specializzate in contesti ben delineati difficilmente possono condurre ad un avanzamento della conoscenza e all'innovazione di processi e prodotti
Engineered viable and competent human tissue in vitro for tissue-on-chip applications
No full textEngineered viable and competent human tissue in vitro for tissue-on-chip application
15th Convention of FFC Investigators in Cystic Fibrosis
No full textThe development of safe and effective drugs is currently hampered by the poor predictive power of existing preclinical animal models that often lead to failure of drug compounds late in their development after they enter human clinical trials. In order to improve the success rate of drug development it is mandatory to use models as close as possible to human pathophysiology. The recent developments of 3D human tissue models and of micronscale engineering technologies to create an organ on chip model represents attempts to get closer to the human reality [...
Building 3D human tissues in vitro for tissue- and organ on chip applications
No full textTissue and organ on chip (TOC) have been developed to permit the study of human physiology in a tissue-specific context, to enable development of novel in vitrodisease models, and to potentially serve as replacements of animals in drug development and toxics testing. For the TOC technology to meet the expectation to replace in part the animal model, it is mandatory to proceed towards the use of tissue and organs that correctly reproduce in composition and organization the extracellular space. Indeed, whilesophisticated microdevices have been designed, the engineered tissues still remain surrogates of the native counterparts. On this basis, we established a bottom-up tissue engineering strategy to build-up functional tissue in vitro. The basic idea driving our strategy is based on the concept that ECM is not a merely “passive” matrix holding cells and tissues in place, but it has a functional importance as dynamic repository for morphogens, cytokines and growth factors, which in vivoregulate diverse cellular processes [1]. Starting from this awareness we produced 3D tissue equivalent in which cells are embedded in their own ECM. We succeeded in obtaining a library of tissues and organs histologically and functionally competent and cultured them into opportunely designed microdevices under continuous flow and mechanical forces, thereby recreating key factors known to influence cell and tissues functions in vivo. Due to their somewhat unique properties such TOCs well mimic the organ-specific context, representing a biological environment that is much more effective at predicting human response than today’s cell cultures or animal testing
Combattere la resistenza tumorale: piattaforma integrata multidisciplinare per un approccio tecnologico innovativo alle oncoterapie - Campania Onco Terapie
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