Dispositivi in miniatura per uso biomedico
La miniaturizzazione di piattaforme bioanalitiche può migliorare in modo significativo la velocità di elaborazione grazie alla rapida gestione e alla cinetica di reazione di volumi di campioni piccolissimi. Ciò è infine un passo promettente verso la risoluzione a singola molecola o singola cellula. Una fertile collaborazione tra istituti di ricerca cinesi ed europei ha favorito un ampio sviluppo nei settori dei sistemi microelettromeccanici e dei dispositivi microfluidici per applicazioni biomediche. Il finanziamento europeo del progetto MICROCARE (“Microsystems and bioanalysis platforms for health care MICROCARE”) ha supportato questa attività. La ricerca si è incentrata sullo sfruttamento della versatilità delle tecnologie di micro e nano-fabbricazione di silicio per produrre sistemi e dispositivi per analisi biomediche e microdistribuzione. Il team ha combinato tecniche di nano-patterning e materiali polimerici avanzati come pellicole polimeriche conduttive trasparenti o compositi piezoelettrici. Più specificamente gli scienziati hanno sviluppato metodologie di strutturazione di superficie e organizzazione chimica, oltre a tecniche per produrre pattern micro e nano-strutturati. Questi ultimi sono stati usati per studiare il ruolo del patterning di superficie sui comportamenti cellulari come differenziazione, crescita e allineamento. I partner hanno anche progettato e testato la fattibilità dei canali microfluidici con strutture a micro e nano-pattern integrate, generati per mezzo di litografia a nano-impressione. Tra i numerosi dispositivi ottenuti nell’ambito dei quattro anni del progetto MICROCARE ci sono stati nuovi scaffold per ingegneria dei tessuti e nuovi dispositivi di microfluidica per la diagnosi delle cellule tumorali e lo studio della biologia di sintesi e dei sistemi. I sensori chimici e biologici di ossigeno, glucosio e lattato aiuteranno non solo la diagnosi delle malattie, ma anche la comprensione della segnalazione chimica nelle cellule. In futuro tali piattaforme potrebbero essere utilizzate per controllare realmente la segnalazione cellulare e la regolazione cellulare. Gli scienziati hanno integrato alcuni dispositivi per imaging tridimensionale o spettroscopia. La grande varietà di dispositivi a sensori miniaturizzati e nuove tecniche sviluppati nell’ambito di MICROCARE potrebbe avere importanti benefici nel campo della sanità e oltre. Il progresso nella diagnostica portatile, efficace e affidabile con costi ridotti e produttività più rapida migliorerà la posizione competitiva europea in un grande mercato globale migliorando allo stesso tempo la qualità della vita dei cittadini dell’UE.
Parole chiave
Biomedico, nano-patterning, microfluidica, microsistemi, piattaforme di bioanalisi, assistenza sanitaria
