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05-Bioingegneria Industriale

Progettazione di materiali innovativi per protesi laringee

Parole chiave BIOMATERIALI, IMPLANTOLOGIA, ANTIBATTERICITA'

Riferimenti IRENE CARMAGNOLA, VALERIA CHIONO, GIANLUCA CIARDELLI

Riferimenti esterni Matteo Cianchetti - Scuola superiore Sant’Anna di Pisa, Istituto di BioRobotica

Gruppi di ricerca 05-Bioingegneria Industriale

Tipo tesi SPERIMENTALE

Descrizione Recenti studi hanno permesso lo sviluppo di corde vocali artificiali che presentano caratteristiche molto simili a quelle naturali. In particolare sfruttando un approccio di fabbricazione a strati e usando per ogni step materiali con proprietà meccaniche adeguate (biomimetiche), è possibile ottenere delle corde vocali artificiali che rispondono ad un flusso aereo in modo molto simile al range fisiologico sia in termini di frequenza di vibrazione che in termini di pressione.
Questo risultato ha diverse potenziali implicazioni in diversi ambiti della otorinolaringoiatria. Una di queste riguarda l’implantologia. Attualmente le protesi laringee vengono usate per restituire ai pazienti che hanno subito una laringectomia totale la possibilità di gestire le vie aeree e le vie digerenti, ma le strutture residue che vengono sfruttate come elementi vibratori sono poco adatte alla funzione articolatoria. Ne consegue che il prodotto vocale risulta molto roco e sgradevole. Questo ha ovvie ripercussioni da punto di vista psicologico e sociale. Riuscire a installare delle corde vocali artificiali sugli attuali impianti laringei porterebbe indubbi vantaggi. Oltre alla parte di adattamento dimensionale (le corde artificiali ad oggi hanno dimensioni superiori a quelle necessarie per l’integrazione nella protesi), esiste un problema di biocompatibilità.
Le protesi laringee di silicone sono soggette a infezioni batteriche e successiva formazione di biofilm poiché sono continuamente esposte a flussi d’aria e ad un ambiente aggressivo. Il biofilm è una struttura biologica che aderisce al dispositivo biomedico, costituita da una comunità multicellulare incapsulata in una matrice di polisaccaridi e proteine. Una volta che si è sviluppato un biofilm maturo, i batteri che crescono al suo interno diventano altamente resistenti agli agenti antimicrobici e al sistema immunitario. Ne consegue che la prevenzione della formazione di biofilm è di cruciale importanza per il successo e il mantenimento della funzionalità di protesi impiantabili.

Gli obietti principali di questo progetto di ricerca sono quindi:
- Sviluppare una versione di corde artificiali con caratteristiche dimensionali appropriate. Un materiale composito a base siliconica con migliorata conduttività sarà sviluppato. Il processo di fabbricazione dovrà essere modificato e alcuni test dovranno essere condotti per verificare che tali modifiche non influiscano sulla prestazioni vibratorie.
- Sviluppare un rivestimento superficiale del silicone con proprietà antifouling e antimicrobiche al fine di inibire la formazione del biofilm. A questo scopo il silicone verrà modificato al fine di aggraffare covalentemente biomolecole con le proprietà desiderate. I campioni funzionalizzati saranno caratterizzati con numero tecniche analitiche al fine di valutare il successo della funzionalizzazione e al fine di valutare se il processo di modifica influenzi le proprietà in bulk del silicone.

Vedi anche  to_progettazione di materiali innovativi per protesi laringee.docx 


Scadenza validita proposta 22/11/2020      PROPONI LA TUA CANDIDATURA




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