Descrizione

Il programma di ingegneria tissutale mira a mantenere una piattaforma di ingegneria tissutale di livello mondiale e finanziariamente sostenibile presso Ri.MED, con particolare attenzione alla traduzione clinica. L’interesse di questa piattaforma di ricerca è rivolto alle applicazioni cliniche per le quali esistono poche soluzioni efficaci, con particolare attenzione alle esigenze cliniche non soddisfatte nelle malattie cardiovascolari. La piattaforma centrale di bioprocessi e ingegneria tissutale offre strumenti innovativi per la prototipazione e la valutazione di scaffold e biomateriali per applicazioni di ingegneria tissutale. La piattaforma mira a soddisfare un’ampia gamma di esigenze all’interno del cluster IRCCS-ISMETT, UPMC Italia e Ri.MED, oltre a sostenere gli sforzi di collaborazione esistenti e futuri con i ricercatori del McGowan Institute e dei dipartimenti di bioingegneria e chirurgia di Pittsburgh.

Competenze

• Biofabbricazione di materiali, tra cui: stampa di polimeri, gel, metalli e cellule; elettrofilatura (ES) in campo vicino e lontano; elettroscrittura (MEW); deposizione a doppio componente (DCD);
• Sintesi di polimeri e gel;
• Decellularizzazione di organi e tessuti;
• Caratterizzazione fisica e chimica di tessuti nativi e ingegnerizzati;
• Valutazione istologica qualitativa e quantitativa di tessuti nativi e ingegnerizzati;
• Rilascio controllato di farmaci;
• Modelli di meccanobiologia in silico e in vitro;
• Modelli deterministici strutturali per la crescita dei tessuti e la degradazione degli scaffold;
• Valutazione preclinica su modelli animali di piccole e grandi dimensioni;
• Simulazione numerica di sistemi fisiologici e loro integrazione con dispositivi medici;
• Prototipazione e valutazione di dispositivi medici di classe II e III secondo la FDA.

Dotazione tecnologica

• Rapid prototyping, electrodeposition and 3D printing of polymer, gel, cells, plastic and metal Prusa mk4,
• Anycubic Kobra 2 max,
• TRUMPF TruPrint 1000,
• EnvisionTEC P4K,
• solutions BioAssemblyBot ,
• Custom-made electrospinning device,
• Chemical flow hoods,
• Polymer synthesis and extraction of extracellular matrix from organ and tissue: (Chemical flow hoods,
• Peristaltic pump – MasterFlex,
• Lyophilizer,
• Shaking incubator – SciQuip,
• Milling machine
• Histology, biological assays and microscopy:
  – Embedding station – MicroLab,
  – Microtome machine MicroLab,,
• Nikon optical microscope Stativo ECLIPSE Ts2R-FL,
• ZEISS EVO 10 Scanning Electron Microscope,
• LEICA Stellaris DIVE 8 Multiphoton);
• Biomechanical characterization of native and engineered tissue including:
  – INSTRON UNIAXIAL 68 TN10 tensile, compression, shear, torsion;
  – Custom-made biaxial, bending test, pulsatile flow and stretch bioreactors;
• Software for quantitative histology, surface and volume biomaterials analysis :
  – Image-Based Tool to Experimentally Evaluate Blood Residence Time in Clinical Devices: (Menallo et al. 2024) an open-source tool to experimentally compare blood residence time in biomedical devices using an image-based method;
  – BVD (Blood Vessel Detection): an open source, automated blood vessel detection and quantification on transversal tissue sections for tissue engineering and quantitative histology (Adamo et al., 2023);
  – Collagen-rich area segmentation & quantification: custom algorithm (D’Amore et al., 2018) based on k-means clustering (k=4) to segment images into background, ECM, VSMCs, and scaffold, with iterative intensity-based refinement;
  – Fiber Network Topology Characterization tool (Pitt invention disclosure ID#02193, copyrighted software, filed 04/2010; D’Amore et al.): method to characterize the complete fiber network topology of planar fibrous tissues and scaffolds;
  – Advanced quantitative histology pipelines cell growth and morphology characterization and quantification, explant morphology and microstructure characterization.
• FEA and CFD to simulate physiological systems and their integration with medical devices
  – Abaqus, Comsol, Ansys CFD
  – AMD DUAL EPYC WKS SERIES I