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Tecnologie di supporto

BioWings: il progetto europeo per una nuova generazione di dispositivi medici bio-compatibili

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Scritto da Day One

BioWings è un progetto europeo che ha ricevuto un finanziamento dalla Commissione Europea all’interno del framework Horizon 2020, Future Emerging Technologies (FET) Open programme.

A partire da Giugno 2018 e per i successivi 48 mesi di attività, 7 partner del progetto (provenienti da varie nazioni europee) collaborano per studiare proprietà e applicazioni di una nuova generazione di MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) in ambito medico.

L’obiettivo di BioWings è quello di studiare, comprendere e lavorare allo sviluppo di una nuova generazione di materiali smart basati su ossido di cerio che, in base a recenti studi, hanno dimostrato di possedere proprietà uniche.

Il Consorzio comprende 4 tra i migliori centri di ricerca europei:

Due imprese saranno impegnate nell’implementazione dei nuovi materiali nei MEMS e dei chips acoustofluidici per la dimostrazione delle applicazioni diagnostiche: P. (Svizzera) e Acousort AB (Svezia). DAY ONE (Italia), infine, si focalizzerà su Dissemination e Exploitation, nonché sulle attività di Business Development del progetto.

Quali sono i macro-obiettivi del progetto?

Ricerca

L’obiettivo è quello di esplorare i confini dell’ “Electrostatic Phenomena in Ceria”, comprendere il meccanismo alla base di essi e definire la metodologia per progettare e implementare attuatori con le caratteristiche richieste per applicazioni specifiche.

Attuazione

Architetture (elettrodi e substrati) che massimizzano l’effetto elettrostatico sui bio-substrati. L’obiettivo è identificare l’ottimale composizione del materiale per la sua integrazione in MEMS e altri bio-substrati. I passaggi previsti in questa fase includono aspetti di ingegneria di materiali elettrostrittivi.

Applicazioni

L’obiettivo, in questo caso, è selezionare i possibili progetti di BioMEMS per varie applicazioni sia per la progettazione di membrane che per film, implementando i materiali progettati e testati. Dopo aver definito il portfolio di dispositivi, procederemo con la prototipazione lab-scale di applicazioni mediche.
Il CEO di Day One, Paolo De Stefanis, spiega più nel dettaglio il progetto. Link al video-overview del progetto

Quali sono state le ricerche e le considerazioni scientifiche che hanno posto in essere l’idea del progetto BioWings?

BioWings nasce da una scoperta scientifica pionieristica fatta da un gruppo di ricerca del Weizmann Institute (Israele), che ha trovato il modo di realizzare materiali ultrasottili in grado di cambiare forma se sottoposti ad un debole campo elettrico. In sostanza, questo è il principio di funzionamento di tantissimi dispositivi che troviamo nella vita di tutti i giorni, dalla sonda per l’ecografia ad ultrasuoni, alle casse per impianti hi-fi.

La particolarità di questo materiale (Cerium Gadolimium Oxide) è che è in grado di deformarsi almeno 10 volte più dei materiali disponibili attualmente sul mercato, è completamente biocompatibile e non tossico (diversamente alle alternative basate su piombo) e può essere integrato nei processi di produzione dei semiconduttori.

Lab on chip (LOC) is device that integrates laboratory functions on nano chip

Cosa è un MEMS e come si utilizza attualmente questa tecnologia in ambito biomedico?

I MEMS sono letteralmente Micro Electro-Mechanical Systems, ovvero dispositivi altamente miniaturizzati in grado di svolgere funzioni complesse, come la misurazione della pressione atmosferica, il calcolo dell’altitudine, la misura della portata del flusso sanguigno in una vena, e l’orientamento/inclinazione del nostro cellulare, solo per citare alcune applicazioni comuni.

Si tratta di componenti delle dimensioni di un millesimo di millimetro, ma che hanno rivoluzionato anche il mondo biomedicale: ad esempio, la chirurgia laparoscopica fa ampio uso di MEMS, così come i sistemi indossabili per la misurazione del livello di glucosio per diabetici e tutte le applicazioni di telemedicina in cui troviamo sensori miniaturizzati che misurano i nostri parametri vitali per trasferirli in remoto ad un medico.

Quali soluzioni sono state individuate fino ad ora nell’ambito del progetto e quali sono i passi compiuti fino ad ora?

Il progetto è iniziato da poco più di un anno ma abbiamo già sviluppato soluzioni che possono migliorare il modo in cui due importanti patologie vengono diagnosticate e curate.
Si tratta della sepsi, poco conosciuta ma che colpisce più persone che le quattro principali forme di cancro e che è caratterizzata da una mortalità superiore all’infarto del miocardio, e del diabete, che colpisce più di 425 milioni di persone nel mondo.
In particolare, stiamo sviluppando con la startup svedese Acousort un sistema in grado di diagnosticare precocemente la sepsi, così da rendere più efficace il percorso di cura. Inoltre, è stato individuato anche un nuovo concept di prodotto per il rilascio di insulina in pazienti diabetici.

Sono nate startup?

Il ruolo di Day One nel progetto è proprio quello di identificare nuove idee di prodotto con enorme potenziale di business, curando il percorso di sviluppo e la nascita di startup che possano portare innovazioni sul mercato.
In questo senso, il progetto ha già dato vita ad una nuova startup che sta curando lo sviluppo del dispositivo medicale per pazienti diabetici.


Fonti ed approfondimenti:
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Day One

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