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  • 1. L’INDUSTRIA TECNOLOGICA: IMAGING, BIOTECNOLOGIE, ROBOTICA, ITC Marco Salvatore Adelaide Greco Dipartimento di Scienze Biomorfologiche e Funzionali Università degli Studi di Napoli Federico II. XXXIV Seminario dei Laghi della Fondazione Smith Kline, 4 e 5 ottobre 2012.
  • 2. 1. IL SISTEMA BIOTECH IN ITALIA. 2. LA ROBOTICA. 3. IL WEB: TELEDIAGNOSTICA E TELEASSISTENZA. 4. LE NANOBIOTECNOLOGIE. 5. L’IMAGING MOLECOLARE.
  • 3. IL SISTEMA BIOTECH Fonte: Dati Osservatorio Nazionale per la Biosicurezza, le Biotecnologie e le Scienze della Vita 2007
  • 4. Pure biotech: Imprese che hanno come core business attività legate esclusivamente alle biotecnologie. Altre biotech: Imprese che utilizzano almeno una tecnica biotecnologica per produrre beni e servizi per fare ricerca in campo biotech, senza che questa risulti essere il core business dell’impresa stessa Rapporto sulle biotecnologie in Italia - 2012 Imprese biotech: definizione dei settori di applicazione
  • 5. Imprese biotech: definizione dei settori di applicazione  Red biotech: Biotecnologie applicate alla salute dell’uomo: uso di moderni metodi biotecnologici per lo sviluppo di prodotti terapeutici, vaccini, tecnologie di drug delivery, metodiche di diagnostica molecolare, attività di drug discovery e cosmetici.  Green biotech: Biotecnologie agroalimentari.  GPTA: Genomica, Proteomica e Tecnologie Abilitanti.  White biotech: Biotecnologie industriali (prodotti chimici, materiali e carburanti).  Multi core: Imprese che operano in almeno due dei settori di applicazione sopra citati. Rapporto sulle biotecnologie in Italia - 2012
  • 6. Rapporto sulle biotecnologie in Italia - 2012 Analisi per settore di applicazione, imprese pure biotech
  • 7. L’Italia terza in Europa, dopo la Germania e il Regno Unito per numero di imprese pure biotech. In italia si osserva un aumento del numero delle imprese pure biotech, passato da 242 nel 2010 a 248 nel 2011 il settore delle biotecnologie della salute esprime il 96% del fatturato. Più della metà delle imprese considerate sono purebiotech di micro o piccola dimensione, che originano da start-up e spin-off accademici o industriali, con una percentuale di addetti in R&S nell’ordine del 30%.  Immissione in commercio di 319 prodotti. Report 2012 BioiIn Italy, rapporto sulle Biotecnologie in Italia
  • 8. Distribuzione italiana delle imprese censite per area geografica
  • 9. Netta prevalenza di società di capitali (92%) delle quali più del 60% è costituito da società a responsabilità limitata, forma giuridica particolarmente adeguata ad imprese di minori dimensioni. FORME GIURIDICHE PREVALENTI
  • 10. Il sistema evidenzia alcune criticità connesse alla parcellizzazione delle competenze, alla limitata dimensione delle imprese (l’88% è di micro o piccola dimensione e realizza meno del 3% del fatturato complessivo), e alla mancanza di un vero mercato per i capitali di rischio destinati alla crescita e allo sviluppo delle nuove imprese. Classi dimensionali di appartenenza delle imprese biotech Rapporto delle Biotecnologie in Italia 2012
  • 11. Robotica La robotica è una scienza che, in base ai comportamenti degli esseri intelligenti, cerca di sviluppare macchine in grado di sostituire l’uomo in compiti ritenuti rischiosi, faticosi, ripetitivi, che richiedono precisione e velocità di esecuzione (biorobotica e la robotica biomedicale).
  • 12. CHIRURGIA GUIDATA Fonte: Università di Pisa
  • 13. Chirurgia Ortopedica Assistita dal Calcolatore, CAOS (Computer Assisted Orthopaedic Surgery) Applicazioni che prevedono l'utilizzo del calcolatore allo scopo di rendere meno invasive, più efficaci, sicure ed affidabili le procedure chirurgiche in ambito ortopedico.
  • 14. ROBOTIC NURSE Assistente robotico che fornisce gli strumenti richiesti dal chirurgo. PURDUE UNIVERSITY PHOTO/MARK SIMONS
  • 15. RADIOTERAPIA GUIDATA • Miglior definizione del tessuto bersaglio consentito dalle tecniche di imaging. • Possibilità di un controllo real time (durante la seduta della radioterapia, IGRT). Questo vantaggio si concretizza nella riduzione dei margini del campo irradiato che sono direttamente proporzionali all'incertezza che si può avere sulla definizione del bersaglio della terapia.
  • 16. RADIOTERAPIA GUIDATA IGRT (Image-Guided Radiotherapy) Attraverso la IGRT è possibile infatti depositare dosi elevate di radiazioni e al contempo risparmiare l'esposizione dei tessuti sani circostanti. In alcuni contesti clinici è possibile somministrare dosi efficaci per la cura del tumore in poche frazioni (ipofrazionamento) o, addirittura, in un'unica sessione di terapia (Single-Dose IGRT). Questi nuovi schemi di trattamento stanno permettendo un salto di qualità epocale nel trattamento delle neoplasie. UFFICIO STAMPA AOUP GIUGNO 2012
  • 17. NANOFOTONICA E TECNOLOGIE ICT PER TELEDIAGNOSTICA E TELEASSISTENZA PROGETTO NADIA (Smart Cities Health 2012) Obiettivo: realizzazione di una piattaforma tecnologica integrata per il rilevamento diretto, continuo ed in tempo reale di parametri biologici clinicamente rilevanti finalizzato alla telediagnostica e teleassistenza mediante ago-catetere.
  • 18. Biosensore sulla punta di una fibra ottica Biosensori in fibra ottica Le proprietà ottiche del biosensore vengono rilevate dai trasduttori in fibra ottica e convertite in un segnale, prima ottico e poi elettronico, al fine di ottenere un segnale interpretabile e quantificabile correlato alla presenza e alla concentrazione degli analiti di interesse.
  • 19. Utilizzo dell’Informatica in Sanità 20 Amministrazione della Conoscenza Ausilio Decisionale Amministrazione della Informazione Clinica Comunicazione
  • 20. Utilizzo dell’Informatica in Sanità  Comunicazione  Telemedicina  Tele-radiologia  E-mail del paziente  Presentazioni  Amministrazione della Conoscenza  Pubblicazioni  informazioni di salute del consumatore  le informazioni mediche basate-su- Prove  Supporto alla Decisione  Sistemi di archiviazione  Diagnosi di Sistemi Esperti  Interazione tra farmaci  Amministrazione di Informazione  Annotazioni Mediche Elettroniche  Transazioni di fatturazione  Sistemi di Ordinazione 21
  • 21.  Sistema remoto per memorizzare dati accessibili via web services  Indipendente dalla piattaforma  Luogo sicuro per archiviare informazioni mediche  Condivisione di informazioni mediche tra le applicazioni e le altre parti controllata dall UTENTE Microsoft HealthVault
  • 22. FASCICOLO SANITARIO ELETTRONICO: Infrastruttura ASL Medico B Medico A 1. Creazione documento 2. Condivisione documento Fascicolo Sanitario Elettronico 3. Richiesta documento 4. Consegna documento •consentire la localizzazione e la disponibilità delle informazioni sanitarie ovunque memorizzate •consentire una facile integrazione con sistemi e infrastrutture preesistenti in maniera tale da renderli interoperabili •fornire adeguate caratteristiche prestazionali in termini di accessibilità ai documenti e dati sanitari •garantire un elevato livello di sicurezza •essere basata su standard aperti •fornire meccanismi per supportare adeguatamente i processi sanitari
  • 23. Sensori per monitoraggio multi-parametrico Ospedale Health / call Centre Comunicazione Dati e feedback Data processing & analysisData acquisition 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 500 1000 1500 t [sec] RR[msec] Tilt Sympthoms 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 50 100 150 t [sec] SBP[mmHg] 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 0 50 100 SCMI[%] t [sec] 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 -0.5 0 0.5 Risk[--] t [sec] Positive VVS Risk altri dati: clinici,immagini, lab, genomici Analisi Intelligente Supporto alla diagnosi ed alla cura Cura, Riabilitazione Expertise Medico I Personal Health Systems (PHS) contribuiscono alla erogazione di servizi sanitari personalizzati in modo continuo e controllato per rendere più autonomi e sicuri i pazienti indipendentemente dalla loro ubicazione
  • 24. NANOBIOTECNOLOGIE PRESENTE…. -Cosmesi, display e chip di memoria, bici ultraleggere, Industria alimentare, Medicina con i liposomi. FUTURO… -Nuovi strumenti diagnostici: diagnosi semPre più precoce di malattie. -Endoscopi: permettono il passaggio attraverso i tessuti senza creare danni. -Somministrazione intelligente di farmaci. -Fabbricazione di tessuti artificiali: supporti per la crescita di cellule staminali.
  • 25. Nanobiotecnologie e Imaging molecolare  Formulazione di nuovi nano vettori da impiegare nella diagnostica per immagini (ecografia, Risonanza Magnetica, Imaging Ottico).  studio di nanocluster innovativi per la realizzazione di traccianti supermagnetici per la Risonanza Magnetica.  Integrazione di informazioni derivanti dalle più avanzate tecniche di diagnostica per immagini con dati biomolecolari.
  • 26. In vivo MRI Visualization of different Cell Population Labeled with PARACEST Agent, Ferrauto et Al. Magn Reson Med. 2012 Immagini pesate T2 di fantoccio. non si evidenzia una distinzione tra cellule controllo e marcate(a). CEST Image: possiamo invece notare una differenza di colorazione delle differenti popolazioni cellulari: Eu- e Yb- (a+b = c). PARACEST permette la visualizzazione di differenti tipi cellulari nella stessa regione anatomica utilizzando uno scannerr clinico 1H-MRI (c). Agenti CEST c
  • 27.  Agenti di Contrasto per Ultrasuoni, anche conosciuti come Microbolle (MB), sono un potente strumento per la ricerca di diagnosi e terapie di modelli animali per malattie umane.  Le MB , permettono l’analisi quantitativa di Biomarker molecolari, studi di perfusione, targeting microvascolare, rilascio di geni e farmaci. MB diametro da 2.3 a 2.9 µm Target MB US Agenti di Contrasto Gas filled Microbubble Endothelial cell Biotin Antibody Streptavidin Gas Oil Lipids Greco A..M. Salvatore. Ultrasound Biomicroscopy in small animal research: applications in molecular and pre-clinical imaging. Journal of Biomedicine and Biotechnology, Journal of Biomedicine and Biotechnology 2012.
  • 28. VEGF-R2 Binding in Realtime M. Mancini, IBB-CNR
  • 29. Gli Ultrasuoni interagiscono con le microbolle causando la loro oscillazione e la loro distruzione portando al rilascio di materiale genetico. Inoltre gli ultrasuoni producono un effetto locale “shockwave” che incrementa la permeabilità cellulare permettendo il passaggio transcapillare di macromolecole, attraverso piccole perforazioni endoteliali che vengono a crearsi tramite la cavitazione. Gene therapy mediata da US
  • 30. RICERCA INNOVAZIONE SOSTENIBILITA’ RISORSE PROBLEMI DI FONDO: (1) Rispetto ad altri Paesi avanzati, il nostro sistema produttivo soffre di una limitata disponibilità di capitali di credito e di rischio per investimenti in progetti di ricerca e innovazione e per la crescita di nuove imprese biotech.
  • 31. PROBLEMI DI FONDO: (2) EQUILIBRIO TRA COMPETENZE SCIENTIFICHE E MANAGERIALI RICERCA APPLICATIVA SVILUPPO RICERCA DI BASE COMPETENZE MANAGERIALI Sciarelli S.
  • 32. CONCLUSIONI • IL NUOVO CONCETTO DI MEDICINA SI BASA SU UNA VISONE SEMPRE MENO SPECIE SPECIFICA E SEMPRE PIU’ INDIVIDUO SPECIFICA. • QUESTO PUO’ ESSERE RESO POSSIBILE GRAZIE ALL’INTEGRAZIONE DELL’INGEGNERIA, DELLA BIOLOGIA E DELLA MATEMATICA DI FENOMENI CHIMICO-FISICI.
  • 33. IL FUTURO 1.Formazione di nuove figure professionali addestrate a comprendere le esigenze di carattere economico tipiche dell’impresa ed esigenze di ricerca, nuove figure professionali “scienziati-imprenditori”. 2.Introdurre le tematiche della gestione aziendale nel percorso formativo dei Corsi di Laurea? 3.Trovare nuovi finanziamenti anche privati 4.Promuovere progetti su un’avanzata frontiera della ricerca e puntare sull’efficienza per garantire il miglior uso delle scarse risorse.