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Personalized scaffolds - Cellularizzazione di scaffold

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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

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Personalized scaffolds - Cellularizzazione di scaffold

  1. 1. Anna Sagnella Giovanni Battista Montanari www.laboratoriomister.it
  2. 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. 3. Public Private
  4. 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. 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. 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. 7. PERSONALIZED SCAFFOLDS Realizzazione di dispositivi mediante stampa 3D (bio-printing) costituiti di biomateriali e cellularizzazione in-vitro
  8. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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

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