Il Progetto Europeo CIRCLE: incontro fra ICT, Biologia, Medicina e Nano-Tecnologie - Todi Appy Days...
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Il Progetto Europeo
CIRCLEINCONTRO FRA ICT, BIOLOGIA, MEDICINA E
NANO-TECNOLOGIE
Ing. Luca Felicetti
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PERUGIA - DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA
Partecipanti
consorzio nazionale interuniversitario
per le telecomunicazioni
UNIVERSITÀ DEGLI
STUDI DI PERUGIA
Coordinatore
Waterford Institute
of Technology
Website : www.fet-circle.eu - twitter: @fetcircle
NanoNetworks
Le comunicazioni su scala nanometrica hanno luogo tra
piccoli dispositivi chiamati Nano Macchine:
Costituiscono l’unità basilare della rete
Possono svolgere semplici compiti → Cooperazionemm
m
µm
nm
cm
NanoNetworks
Varie modalità per lo scambio di messaggi:
Comunicazioni Molecolari
Segnali composti da
piccole molecole:
ioni, ormoni,
proteine, lipidi,
carboidrati
Cellula biologicaNano Macchina
NanoNetworks → NanoMedicina
Interazione tra Nano Macchine e organismi
biologici → Vari scenari applicativi
Medio Termine:
Monitoraggio di biomarker e simulazione
di processi biologici alle nanoscale →
diagnosi personalizzate
NanoNetworks → NanoMedicina
Lungo Termine:
Realizzazione di Nano Sensori e Nano Attuatori:
o Prevenzione
o Rilevazione
o Trattamento
Scambio di informazioni con l’ambiente esterno (Apparecchiature mediche, PC, Smartphone, ecc…)
Trattamento delle malattie1. Somministrazione di farmaci
Efficacia ↑
Dosaggio ↓
Effetti collaterali ↓
Monitoraggio in tempo reale
Trattamento delle malattie
Interazione tra le cellule immunitarie e le nano macchine:
Amplificazione delle normali capacità di lotta contro specifiche minacce
Inibizione della risposta immunitaria, ostacolando la propagazione delle
molecole segnale mediante antagonisti artificiali
2. Attivazione della risposta immunitaria
Trattamento delle malattie
Interazione tra nano macchine e tessuti per mezzo degli
ioni Ca++
La deformazione dei tessuti influenza la propagazione degli ioni
Un insieme di nano macchine distribuite all’interno dei tessuti può determinare l’entità della deformazione
3. Ingegnerizzazione dei tessuti / Ricostruzione di organi / Nano Chirurgia
Medicina rigenerativa
Rilascio controllato di peptidi e proteine regola l’assorbimento dei fattori di crescita e l’adesione, la migrazione, la proliferazione e la differenziazione di una moltitudine di tipi cellulari → controllo della risposta cellulare → influenza la formazione di nuovi tessuti
neo-vascolarizzazione, rigenerazione ossea, guarigione delle ferite
Interfacce con il mondo esterno
Raccolta e analisi delle
gocce di sudore in tempo
reale
Le informazioni sullo stato
di salute sono inviate ad
un dispositivo esterno via
onde E.M. (bluetooth,
RFID, ecc…)
2. Il cerotto intelligente
Conclusione e sviluppi futuri
Rassegna di applicazioni mediche fondate sulla nano medicina e sulle
comunicazioni molecolari
Nel breve termine, lo sviluppo di un framework per la simulazione delle comunicazioni molecolari in scenari biologici agevola lo studio e la
progettazione dei sistemi di comunicazione alle nanoscale
Nel medio e lungo termine la ricerca scientifica verterà sullo sviluppo di
dispositivi alle nanoscale in grado di assolvere ai compiti più disparati