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Sviluppo di un modello 3D in vitro del tessuto polmonare.

Riferimenti GIANLUCA CIARDELLI, MATTEO COCUZZA

Riferimenti esterni Simone Marasso (simone.marasso@polito.it)
Chiara Tonda Turo (chiara.tondaturo@polito.it)

Gruppi di ricerca AA - Materials and Processes for Micro and Nano Technologies, MATERIALI PER LE BIONANOTECNOLOGIE E LABORATORIO BIOMEDICO

Tipo tesi SPERIMENTALE

Descrizione Introduzione


L’utilizzo di substrati simil-membrana extracellulare (ECM-like) è fondamentale per ricreare l’interazione cellule-matrice che modula l’attività biologica dei tessuti. In questo contesto, l’ingegnerizzazione di organi in vitro in grado di mimare i processi fisiologici richiede un complesso lavoro che integra competenze in vari settori che vanno dall’ingegneria fino alle scienze naturali. L’obiettivo di questo lavoro di tesi è quello di realizzare modelli di polmone sani e patologici per identificare i biomarker che possano permettere una diagnosi precoce della malattia e possano aiutare i medici a definire la cura ottimale per il singolo paziente (medicina personalizzata). In questo contesto, la realizzazione di strutture biomimetiche ottenute tramite metodi di fabbricazione convenzionali (elettrospinning) e non convenzionali (bioprinting) permette di creare degli ambienti simil-fisiologici in grado di guidare e dirigere l’organizzazione cellulare in maniera sempre più simile al contesto reale. Lo sviluppo di modello in vitro di polmone simil-fisiologico permette anche di valutare l’effetto di contaminazioni esterne quali ad esempio virus e batteri. In questo contesto, il modello di polmone realizzato potrà diventare uno strumento efficace nell’analisi dell’interazione delle cellule epiteliali polmonari con il virus Covid-19 permettendo di ottenere informazioni dettagliate sull’evoluzione della patologia in pazienti sani o con patologie pregresse.


SCOPO DELLA TESI

Nanofibre biomimetiche a base di polimeri sintetici e naturali verranno prodotte mediante elettrofilatura e caratterizzate dal punto di vista fisico-chimico e meccanico. Idrogeli biomimetici in grado di incapulare fibroblasti polmonari verranno inclusi nel dispositivo per mimare la componente stromale. I substrati realizzati (nanofibre e idrogeli) verranno combinati con opportune tecnologie che derivano dai lab-on-a-chip per poter integrare la morfologia e la composizione dell’ECM naturale con gli stimoli dell’ambiente fisiologico quali gli stimoli meccanici associati alla respirazione. A tal fine, dispositivi microfluidici verranno fabbricati e implementati con un sistema che permetta l’attuazione di una stimolazione meccanica delle nanofibre polimeriche.


Modalità e fasi di lavoro
Inizialmente il laureando si documenterà sull’argomento tramite approfondita ricerca bibliografica, che continuerà durante tutto il periodo di tesi. Successivamente lo studente si focalizzerà sulla progettazione del dispositivo definendo gli elementi chiave della progettazione e le caratteristiche dimensionali e strutturali ottimali validandoli prima attraverso un’implementazione in silico e successivamente sperimentalmente. Per la fase sperimentale, lo studente sarà inizialmente affiancato da un tutor; in seguito, lavorerà in modo autonomo, non appena avrà acquisito una buona padronanza nell’esecuzione delle prove sperimentali. Sede del lavoro: Torino (sede centrale Politecnico di Torino) e Chivasso (Chilab).

Note Max 2 esami alla laurea.


Scadenza validita proposta 16/05/2023      PROPONI LA TUA CANDIDATURA




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