Il gruppo di ricerca ha tra suoi obiettivi primari quello di contribuire allo sviluppo di soluzioni e dispositivi innovativi per applicazioni in ambito salute e biomedicale, oltre che sostenere il trasferimento tecnologico nei suddetti settori. Il focus principale è indirizzato al progresso della diagnosi precoce e lo sviluppo di terapie personalizzate. Partendo da un approccio multidisciplinare, si sono sviluppati modelli in vitro, dispositivi basati su micro e nano tecnologie, microfluidica e Lab on a chip. Inoltre, vengono studiate le interazioni tra ambienti viventi e artificiali, su diverse scale di grandezza. Tutto questo insieme allo sviluppo e lo studio di nuovi materiali utili all’ingegneria rigenerativa, alla biologia e al biosensing.
Lo sviluppo di nuovi biosensori è fondamentale per traghettare la diagnostica attuale verso un approccio meno invasivo, più informativo e quindi più predittivo per il paziente. In tale ottica, rientrano lo studio e lo sviluppo di biosensori per la biopsia liquida, e quelli integrati in dispositivi indossabili, funzionali al monitoraggio di parametri per l’health care e lo sport. In tale contesto MP4MNT sviluppa bioelettronica basata su transistor organici, nuovi nanomateriali e materiali 2D allo scopo di ottenere dispositivi innovativi e maggiormente performanti, Lateral flow test (LFT) basati principalmente sull’utilizzo di nanoparticelle funzionalizzate, tecniche di nanofotonica basate su imaging mediante scanning probe.
Il dominio dei Lab on a Chip (LOCs) comprende una vasta gamma di dispositivi, materiali e tecnologie, L’attività del gruppo, in questo ambito, si declina sia nello sviluppo e fabbricazione di dispositivi, o prototipi customizzati on demand, sia nell’applicazione dei LOC per scopi di ricerca. In quest’ultimo caso l’attività si declina essenzialmente nello studio e sviluppo di (i) tecnologie efficaci nella rilevazione precoce di biomarcatori tumorali, (ii) piattaforme per la coltura cellulare, alle quali si possono eventualmente associare biosensori volti all’applicazione in modelli cellulari di barriera, organ-on-a-chip e organoidi e (iii) lab-on-chip per la diagnostica e l’implementazione di sistemi integrati per la rilevazione del risultato.
Nell’ambito delle micro tecnologie per lo sviluppo di modelli 3D, l’attività di ricerca si focalizza sulla progettazione, sviluppo e caratterizzazione di modelli bioingegnerizzati avanzati 3D in vitro, i.e., costrutti bioattivi di tessuto/organo, contenenti una o più tipologie cellulari e in grado di mimare la condizione sana e quella patologica. In parallelo, la ricerca viene portata avanti considerando l’ottimizzazione di biomatrici/bioinchiostri avanzati a base di materiali appositamente selezionati (es. gelatina, seta, materiali di scarto), aventi proprietà chimiche, biochimiche e meccaniche tali da riprodurre il microambiente fisiologico in vivo nel distretto corporeo di interesse. Lo sviluppo di questi modelli è volto alla realizzazione di piattaforme versatili, in primis per applicazioni nel contesto della medicina personalizzata.
Una componente fondamentale nello sviluppo di nuove tecnologie presuppone lo sviluppo di materiali e superfici innovative, che abbiano funzionalità controllabili, adattabili alle varie applicazioni richieste, processabili attraverso tecnologie avanzate, che infine permettano la produzione di dispositivi di nuova generazione. In questo ambito, MP4MNT porta avanti da anni lo sviluppo di materiali, sia sintetici che di origine biologica, e superfici smart, capaci di reagire alle condizioni esterne come stimoli biologici, chimico-fisici, meccanici, elettrici, magnetici o luminosi, cambiando forma o proprietà superficiali, progettati anche appositamente per la stampa 3D. Questo approccio trasversale, che parte dal materiale ed arriva fino all’applicazione passando attraverso la fabbricazione, è uno degli elementi cardine che contraddistingue MP4MNT.
