Ambiti e metodologie di ricerca

L’Unità di Ricerca in Microsistemi e Nanotecnologie svolge attività scientifiche di frontiera in un ambito fortemente interdisciplinare che integra ingegneria, scienze chimico-fisiche e scienze della vita. L’obiettivo principale è sviluppare conoscenze e tecnologie innovative per la realizzazione di micro- e nanosistemi destinati a una vasta gamma di applicazioni nei settori biomedico ed industriale.

Le attività della U.R. comprendono la progettazione, lo sviluppo e la validazione di dispositivi e sistemi ad alta complessità, tra cui strumentazione diagnostica e terapeutica, impianti e dispositivi lab/organ on chip, materiali innovativi, tessuti e organi ingegnerizzati, nell’ottica della medicina rigenerativa.

Particolare attenzione è rivolta alla definizione e all’ottimizzazione di metodologie e tecnologie di micro- e nanofabbricazione, esplorando sia i principi teorici sia gli aspetti sperimentali. Le ricerche si concentrano sullo sviluppo di sistemi bioibridi, dispositivi lab-on-chip e organ-on-chip, nonché sulla creazione di modelli biologici in vitro per lo studio di processi fisiologici e patologici.

Per il raggiungimento di tali obiettivi, la U.R. impiega tecniche di fabbricazione avanzate, come il bioprinting 3D e la polimerizzazione a due fotoni, che consentono la realizzazione di strutture complesse con elevata precisione spaziale. Inoltre, vengono utilizzati approcci all’avanguardia per la caratterizzazione alla micro e nanoscala, che comprendono microscopia ottica a super-risoluzione, microscopia elettronica (SEM, TEM) e a raggi X, analisi di superficie mediante tecniche spettroscopiche e chimico-fisiche.

Collaborazioni con altri Centri di Ricerca

  • Karlsruhe Institute of Technology, Germania;
  • ICRC-FNUSA - St. Anne’s Research Hospital, Brno, Rep. Ceca;
  • King’s College London, UK (Prof. Giancarlo Forte);
  • Politecnico di Milano (Prof. Filippo Rossi);
  • CNR Istituto di Nanotecnologia (NANOTEC);
  • Centro di Riferimento Oncologico, Aviano (PN);
  • Università degli Studi di Padova;
  • Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, Spagna;
  • TU Delft (Paesi Bassi).

Brevetti

  • Crescenzi A, Trombetta M, Taffon C, Rainer A, Mozetic P, Costantini M, Santoro A (2016) Materiale poroso per l'inclusione di preparati citologici, procedimento per l'ottenimento dello stesso e suo uso, Pat. N. 102016000111352
  • Centola M, Marsano A, Rainer A, Martin I, Vadala G, Trombetta M, Denaro V (2013), Materiale bioattivo per la rigenerazione della cartilagine e procedimento per l'ottenimento dello stesso, Pat. N. 102016000111352

Laboratori

L’U.R. fruisce delle core facilities di ateneo per la micro- e nanofabbricazione di dispositivi funzionali, comprendente una cleanroom ISO 7, equipaggiata con strumentazione per litografia ultravioletta (maskless grayscale), litografia multifotone, processi di etching e deposizione di film sottili, e soft litografia. La caratterizzazione dei dispositivi avviene tramite microscopia confocale, elettronica e a super-risoluzione, ed è possibile realizzare test di resistenza meccanica (prove a trazione, compressione, fatica) dei materiali e delle strutture realizzate. La fabbricazione alla micro-e mesoscala di materiali polimerici è resa possibile dall’utilizzo di stampanti 3D con tecnologia DLP e inkjet, mentre la lavorazione ad alta precisione di materiali metallici è consentita da una stazione CNC a 5 assi.