5° Presentazione del workshop finale del progetto Custom Implants Personalized-Scaffolds Studio e validazione in-vitro di scaffold microstrutturati prodotti attraverso il 3D printing in materiali bioriassorbibili colonizzati con cellule umane. Sviluppo di un prototipo per la guida magnetica di cellule magnetizzate mediante o l'internalizzazione o un rivestimento esterno di nanoparticelle magnetiche. Principali settori indirizzati: Manifatturiero, Meccanico, Automazione, Packaging, Medicale Sito web del progetto: www.custom-implants.it

1. Anna Sagnella
Giovanni Battista Montanari
www.laboratoriomister.it

2. o Struttura del CNR dedicata alla ricerca industriale e
trasferimento tecnologico
o 6000 mq dedicati alle attività:
La sede del Tecnopolo
Acceleratori di Innovazione
Laboratori e strumentazione tecnologica all’interno
degli Istituti CNR Bologna e presso la sede
dell’Istituto CNR IMEM di Parma
o 2 Laboratori di ricerca industriale:
MIST E-R e Proambiente
o Investimento di ca. 24 millioni € 50% finanziato dal
CNR e i Laboratori - 50% POR FESR 2007-2013
TECNOPOLO BOLOGNA CNR

3. Public Private

4. Le attività
➢ Ricerca e Sviluppo e Trasferimento Tecnologico al servizio dell’industria
➢ Realizzazione prototipi
o Progettazione ottica
o Disegno meccanico
o Formulazioni cosmetiche e dermocosmetiche
➢ Analisi e Misure
o Analisi spettroscopiche
o Analisi e misure sui materiali magnetici
o Misure reologiche
➢ Project Management
o Assistenza e consulenza nella stesura della domanda di finanziamento
sia dal punto di vista tecnico-scientifico che economico-finanziario
➢ Organizzazione eventi
➢ Attività di promozione del Tecnopolo CNR Bologna
➢ Socio dei Cluster-ER: Meccatronica e Motoristica, Industrie della Salute e del Benessere,
Industrie Culturali e Creative

5. ➢ Sensori e microsistemi basati su materiali inorganici:
o Macchine automatiche
o Dispositivi medicali
o Microfluidica
o RFID
o Attuatori
➢ Machine learning
➢ Additive manufacturing
➢ Materiali magnetici per applicazioni
energetiche
➢ Progettazione e fabbricazione di dispositivi avanzati
Le competenze

6. PERSONALIZED SCAFFOLDS
Responsabile Alek Dediu - v.dediu@bo.ismn.cnr.it
IOR – RIT – Lab. RAMSES
Dott.ssa Grigolo Brunella - brunella.grigolo@ior.it
Ing. Petretta Mauro - mauro.petretta@ior.it
Industrial Partner I+ Srl

7. PERSONALIZED SCAFFOLDS
Realizzazione di dispositivi mediante stampa 3D
(bio-printing) costituiti di biomateriali e
cellularizzazione in-vitro

8. CUSTOM IMPLANTS 8
Cellularizzazione di scaffolds:
➢ Attraverso una guida magnetica per le cellule
➢ Le cellule possono essere magnetizzate e non
➢ Gli scaffolds possono essere magnetizzati e non
➢ Le nanoparticelle magnetiche che si usano sono a bassa tossicità
➢ Internalizzazione specifica delle nanoparticelle nelle cellule
Cellularizazione magnetica dei 12
scaffolds: 6 magnetici e 6 non magnetici
Cellularizatione di scaffolds posizionati
nei gradient magnetici è 1.5 volte più
efficiente

9. CUSTOM IMPLANTS 9
Realizzazione di un prototipo di
manipolatore magnetico
Studio
Progettazione
Assemblaggio
Una guida magnetica ottimale
per muovere e collocare le
cellule negli scaffolds 3D

10. CUSTOM IMPLANTS 10
Manipolatore magnetico:
componenti
• 1 tubo trasparente con sistema di
perfusione di fluidi biologici
• 8 magneti appuntiti e 8 punti di
focalizzazione in architettura 3D
controllati da un computer
• 2 manipolatori meccanici ad alta
precision (ca. 10 μm)
• 1 microscopio ottico e a
fluorescenza per l’osservazione in
situ
• 1 modello matematico COMSOL
per la topografia magnetica

11. CUSTOM IMPLANTS 11
• Configurazione 3D
• I magneti producono
gradienti magnetici di
diversa intensità e
geometria
• Cellule e scaffolds sono
posti nel tubo trasparente
• I gradient spingono le
cellule all’interno degli
scaffolds
Manipolatore magnetico:
funzionamento

12. CUSTOM IMPLANTS 12
Scaffolds magnetico
poroso
Magneti
Distribuzione dei
campi magnetici
intorno agli
scaffolds è
perpendicolare ai
pori
Presenza di un’area
locale magnetica
intorno alle fibre
circoscritte (angolo
di 60 °) ed una zona
restante con
potenziale di
repulsione
➢ Migliore precisione per la fase di internalizzazione delle cellule
negli scaffolds
➢ Possibilità di caricare diverse tipologie di cellule senza
sovrapposizioni
Manipolatore magnetico:
cosa è stato osservato

13. CUSTOM IMPLANTS 13
Possibiltà di valutare i
fondamentali parametri cellulari
(vitalità, proliferazione ed
apoptosi) direttamente all’interno
del manipolatore
Manipolatore magnetico:
ulteriori studi in corso

14. CUSTOM IMPLANTS 14
Grazie per l’attenzione
Alek Dediu - v.dediu@bo.ismn.cnr.itAnna Sagnella - sagnella@laboratoriomister.it
IOR – RIT – Lab. RAMSES
Dott.ssa Brunella Grigolo - brunella.grigolo@ior.it
Ing. Mauro Petretta - mauro.petretta@ior.it
Dott.ssa Carola Cavallo - carola.cavallo@ior.it
Dott.ssa Giovanna Desando - giovanna.desando@ior.it
Partner industriale I+ Srl