Sistemi e biointerfacce intelligenti e neuromorfe - [Biomedicina: Contenitori intelligenti e trattamenti medicali personalizzati ]

Questa attività è legata alla realizzazione di contenitori intelligenti, che permettano il delivery mirato e il rilascio indotto di preparazioni farmaceutiche verso la zona malata o verso aree a rischio dell’organismo. Idealmente, il rilascio di agenti farmaceutici nel caso in cui la malattia si presenta. Se è impossibile, un targeting esterno può essere fatto telematicamente dal medico, dopo la richiesta del paziente e/o letture da sensori. 

Il nostro gruppo non lavora sulla fabbricazione di preparazioni farmaceutiche attive ma sulla realizzazione di contenitori intelligenti per il loro trasporto al target e il rilascio indotto. Tutte le terapie hanno effetti collaterali indesiderati sul paziente. Perciò, i contenitori ideali devono trasportare una sostanza attiva all’area malata o alla zona di rischio e il rilascio deve essere fatto quando è necessario. Idealmente i sintomi della malattia devono stimolare il rilascio. In alcuni casi è possibile, dato che la malattia è accompagnata dalla variazione di pH locale e/o composizione biochimica del mezzo adiacente.Quando non è questo il caso, il rilascio deve essere attivato tramite una stimolazione esterna che può essere una irradiazione UV, IR, luce visibile, microonde, ultrasuoni, etc…

Le nostre attività sono focalizzate sulla realizzazione di micro-nano capsule intelligenti dove l’intera area di core può essere riempita dalla sostanza attiva e l’architettura del guscio è fatta in un modo che permetta il trasporto al target (il targeting “grezzo” è fatto con un magnete esterno quando nanoparticelle magnetiche sono incorporate nel guscio, il targeting “fine” è fatto dai recettori e/o anticorpi immobilizzati sulla superficie del guscio) e il rilascio, usando i meccanismi menzionati in precedenza.

Per alcuni casi specifici (protesi, terapia del dolore post-operatorio) non è necessario avere contenitori fluttuanti dal momento che le zone di terapia sono bene definite. In questi casi, è meglio utilizzare microcamere immobilizzate, caricate con agenti attivi. In passato è stata dimostrata la possibilità del rilascio indotto da questi oggetti usando l’irradiazione con la luce, che può risultare difficoltoso nei casi di impianti che sono inseriti in aree profonde del corpo. Nel nostro gruppo abbiamo sviluppato una tecnica per il rilascio elettrico di molecole attive da queste camere.