1. Politecnico
di
Torino
Cris/na
Bignardi
4
luglio
2013
1
Politecnico
di
Torino
Nato nel 1859 come Scuola di Applicazione per gli Ingegneri, è diventato Regio
Politecnico di Torino nel 1906.
Formazione, ricerca, trasferimento tecnologico e servizi in tutti i settori
dell'Architettura e dell'Ingegneria.
Studenti
circa 32.000 (a.a. 2012/13)
30% donne
42% residenti fuori Piemonte
16,5% iscritti stranieri
Cris/na
Bignardi
Laureati
5.371 laureati 2012
Tasso di occupazione a 1 anno dalla laurea
(Almalaurea - def. ISTAT - Forze di lavoro): 74,5%
(media nazionale 60% circa)
42% ha un contratto stabile (media nazionale 34%)
4
luglio
2013
Offerta formativa
28 corsi di Laurea triennale (4 Arch., 24 Ing.)
32 corsi di Laurea magistrale (6 Arch., 26 Ing.)
18 corsi di laurea in inglese
6 master di I livello
27 master di II livello
24 dottorati di ricerca
6 corsi di perfezionamento
1 corso di specializzazione
Docenti
Professori: circa 500
Ricercatori: circa 350

2. Politecnico
di
Torino
Cris/na
Bignardi
4
luglio
2013
2
11 Dipartimenti
Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale gestisce 5 Corsi di Laurea:
Ingegneria Aerospaziale
Ingegneria dell’Autoveicolo
Ingegneria Biomedica
Ingegneria Gestionale (Engineering and Management)
Ingegneria Meccanica
91 professori e ricercatori
187 assegnisti, dottorandi
34 tecnici e amministrativi
Biomateriali: materiali e tecnologie
Caratterizzazione meccanica di tessuti e strutture biologiche
Fenomeni di trasporto nei tessuti biologici
Biomeccanica ortopedica ed odontostomatologica: progettazione di protesi, ortesi,
dispositivi per la riabilitazione
Biomeccanica cardiovascolare: progettazione di protesi e analisi fluidodinamica
Bioreattori per l’ingegneria dei tessuti
http://www.dimec.polito.it/it/la_ricerca/gruppi/bioingegneria_industriale/current_research_topics
3 professori, 2 ricercatori, 10 assegnisti, 8 dottorandi

3. Politecnico
di
Torino
Cris/na
Bignardi
4
luglio
2013
3
1. Fabbricazione di matrici tridimensionali (scaffold) biomimetiche per
l’ingegneria dei tessuti; ottimizzazione delle caratteristiche morfologiche,
chimico-fisiche, meccaniche e superficiali dello scaffold al fine di realizzare un
substrato adatto alla proliferazione e al differenziamento delle cellule staminali.
2. Messa a punto di gel termosensibili e facilmente iniettabili a temperature
ambiente ed in grado di formare un gel in condizioni fisiologiche (37°C), da
utilizzare per la preparazione di paste osteoinduttive e per il mantenimento in
coltura di cellule staminali.
Obiettivi Realizzativi
3. Messa a punto e ottimizzazione dei processi di espansione cellulare mediante
bioreattori in condizioni di null gravity.
4. Messa a punto e ottimizzazione dei processi di espansione cellulare/tessutale
in bioreattori mediante ambiti funzionalizzanti .
5. Messa a punto e ottimizzazione dell’handling dei costrutti.

4. Politecnico
di
Torino
Cris/na
Bignardi
4
luglio
2013
4
Gli scaffold biomimetici hanno un ruolo fondamentale
negli approcci di Ingegneria dei Tessuti. Lo scaffold
deve replicare la micro e nano struttura della matrice
extracellulare.
Design di scaffold con
morfologia “biomimetica”
10µm
10µm
SEM
della
matrice
extracellulare
naturale
Scaffold
da
elettrofilatura
Microstruttura
degli
scaffold
Scaffold
a
base
di
gelatina
reticolata
Cellule
coltivate
su
scaffold
per
la
rigenerazione
del
nervo
periferico
10µm
Studi
in
vivo
su
ratto
50
µm
10
µm
Chiono
V.
et
al.
,
International
Review
of
Neurobiology,
2009
Tonda-­‐Turo
C.
et
al.
,
Materials
Science
and
Engineering
C
,
2013
Cellule
gliali
(3
giorni)

5. Politecnico
di
Torino
Cris/na
Bignardi
4
luglio
2013
5
200 μm200x
100 μm 100x 100 μm200x
Scaffold a base di polimeri elastomerici
(poliuretani) per la colonizzazione di
cellule staminali cardiache per la
rigenerazione del miocardio.
Microstruttura
degli
scaffold
Cellule
staminali
mesenchimali
coltivate
su
scaffold
SEM
delle
fibre
del
muscolo
scheletrico
del
coniglio
Scaffold
da
inversione
di
fase
indotta
termicamente
Sartori
S.
et
al.,
Reactive
and
Functional
Polymers
Journal,
2013
Silvestri
A.
al.,
Macromolecular
Bioscience,
2013
Design di scaffold con
morfologia “biomimetica”

6. Politecnico
di
Torino
Cris/na
Bignardi
4
luglio
2013
6
Sistemi iniettabili a base di poliuretani anfifilici gelificabili per
variazione di temperatura
25°C
liquido
37°C
gel
Ciardelli
et
al.,
Domanda
di
Brevetto
TO2012A000669
• solubili
in
acqua
e
soluzioni
fisiologiche
• transizione
di
fase
a
37°C
per
formare
un
gel
• incapsulano
biomolecole
(e.g.
fattori
di
crescita)
per
un
rilascio
controllato
e
localizzato
Gel
termosensibili
per
applicazioni
cardiache
Design di gel termosensibili
Incapsulamento delle cellule staminali all’interno dei gel a base di poliuretani per
l’ottenimenti di nicchie artificiali
CP
Cs
Micrografia
in
luce
visibile
e
a
fluorescenza
di
costrutti
cellularizzati
Chiono
V.,
STARIGEN
project
-­‐
Firb
2010

7. Politecnico
di
Torino
Cris/na
Bignardi
4
luglio
2013
7
Bioreattori in Medicina
Rigenerativa
Bioreattore: dispositivo che fornisce il sistema di trasporto di
sostanze nutritive alle cellule e consente la rimozione efficiente
di prodotti tossici o inibitori del metabolismo cellulare.
Temperatura, pH, Concentrazione di gas (CO2 e O2), Concentrazione di ioni organici (Na
+, K+, Ca+, ...) ecc. sono monitorate, controllate e automatizzate.
BIOREATTORE
Actuator systems
per l’ingegnerizzazione di tessuti
biologici in vitro (ingegneria dei
tessuti della pelle, tendini, osso,
cartilagine, vasi sanguigni, …)
Model systems
per supportare l’indagine delle
funzioni cellulari, dello
sviluppo di tessuti e dello
screening di farmaci
Expansion systems per
produzione di cellule su larga scala
(stem cells)
Decellularizzazione
(Villegas Montoya, 2009;
Price, 2010; Karim, 2006)

8. Politecnico
di
Torino
Cris/na
Bignardi
4
luglio
2013
8
Bioreattore per sospensione di cellule
Bioreattori in Medicina
Rigenerativa
Bioreattore per tessuto cardiaco con
stimoli meccanici ed elettrici
Montevecchi
F.M.
et
al.,
International
Patent
Pending
Massai
D.,
et
al.,
Journal
of
Healthcare
Engineering,
2013
Cerino
G.,
et
al.,
Journal
of
Biomechanics,
2012
Massai
D.,
3rd
TERMIS
World
Congress,
Wien,
5-­‐8
September
2012

9. Politecnico
di
Torino
Cris/na
Bignardi
4
luglio
2013
9
I bioreattori realizzano lo svolgimento di processi
biologici e biochimici in condizioni ambientali e
operative (pH, temperatura, pressione, apporto di nutrienti
e rimozione di cataboliti, etc.) monitorate, controllate e
automatizzate (Martin, 2004; Plunkett, 2011).
Mediante sensori e sistemi di controllo della camera di coltura e dei sistemi di
ricircolo e/o perfusione favoriscono il ricambio automatizzato del mezzo e la
distribuzione spaziale di cellule e composti chimici nell’ambiente di coltura.
I bioreattori consentono agli operatori di mantenere appropriate concentrazioni di
gas e nutrienti all’interno del mezzo di coltura, di fornire in maniera controllata
nutrienti (come glucosio e aminoacidi), fattori biochimici e ossigeno, e di rimuovere i
prodotti di scarto.
Bioreattori in Medicina
Rigenerativa
L’utilizzo dei bioreattori in processi industriali di Medicina Rigenerativa è sostenibile
sia clinicamente sia economicamente (Archer, 2005; Pörtner, 2005; Martin, 2009;
Olmer 2012).
Un bioreattore permette di avere riproducibilità, tracciabilità, scalabilità e
sicurezza (riducendo il rischio di contaminazione) rispetto ai processi di produzione
svolti manualmente ed è più facilmente ottimizzabile in termini di conformità alle
normative presenti e future (Ratcliffe, 2002; Sen, 2004).