Network Toscana Life Sciences: Single Item

• attuatori per bioingegneria (principalmente polimerici),
• sensori chimici (ottici, polimerici elettrochimici),
• sensori fisici (cinematici, kinestetici, di forza, pressione, etc),
• tissue engineering (scaffold tramite microdeposizione e soft-litografia, bioreattori, per la crescita e lo studio e la stimolazione controllata della crescita delle stesse, etc),
• rilevazione (anche con sistemi indossabili) ed elaborazione di segnali fisici e biologici (ECG, respiro, pH, pressione, etc),
• sensi artificiali (naso elettronico, lingua elettronica, tatto),
• sistemi per Chirurgia Minimamente Invasiva MIS,
• sistemi espressivi integrati,
• modellistica sui materiali usati nei sensori ed attuatori,
• modellistica compartimentale.

Il gruppo opera da decenni nel settore della "Life Sciences".

E' sempre stata presente una attività di sensoristica per la rilevazione di grandezze cinematiche e dinamiche (postura, presa, etc), unita allo sviluppo di sensori chimici di vario tipo (polimerici, ottici, etc). In particolare l'attività recente è tesa allo sviluppo di sistemi indossabili per la rilevazione di segnali fisici e biologici.

A questo si unisce anche una lunga esperienza nel campo degli attuatori (piezoelettrici, gel polielettrolitici, polimeri conduttori, nanotubi di carbone, elastomeri dielettrici, etc).

Sulla base di queste conoscenze si è sviluppata poi l'attività negli altri settori riportati nel punto 1).

I progetti connessi a tali esperienze sono innumerevoli:

-Attuatori:

• Progetti DARPA per lo sviluppo e valutazione attuatori a nanotubi di carbone:

1. Artificial Muscle Array Program n° 00173-C-2000 for Darpa, together Allied Signal, 99-2001.
2. Synthetic Multifunction Material Program, for Darpa, together Honeywell, 2000-2001.
3. Multifunctional Carbon Nanotube Fiber Composites, n° MDA972-02-C-0005, for DARPA, together University of Texas at Dallas.

• Progetti su attuatori integrati in tessuti:

1. BMW "Textile Integrated actuators for automotive applications."
2. Flexifunbar, NMP2-CT-2004-505864, 2004-2008.

• Progetti per future applicazioni spaziali:

1. ESA "EAP Actuators".
2. ESA "EAP based artificial muscles as an alternative to space mechanisms".

• Progetti per future applicazioni automotive:

1. Toyota "Polymer artificial muscles" .

-Sensori:

• Sensori chimici

1. progetto Technobiochip per lo sviluppo di sensore di glucosio a base di polimeri conduttori e glucosossidasi (sensori di terza generazione)

• Naso artificiale

1. Progetto finalizzato CNR "Materiali e dispositivi per l'elettronica a stato solido" denominato MADESS II, Sottoprogetto 6 - Tematica 6.1 - Linea di ricerca 6.1.3, dal 1998 al 2000. Titolo: Sviluppo di un sistema olfattivo artificiale a polimeri conduttori orientato ad applicazioni ambientali.
2. Progetto europeo ESPRIT denominato INTESA, contratto n° EP-25254, da settembre 1997 a marzo 2000. Titolo: Development and performance evaluation of processing techniques based on neural networks and fuzzy logic paradigms, for knowledge extraction from sensor arrays data. Application to olfactive sensor data processing.
3. Progetto europeo FAIR/CRAFT contratto n° FA-98-9540, da luglio 1998 a giugno 2000. Titolo: Assessment of olfactory characteristics of olive oil by electronic sensing systems.
4. Piano nazionale di ricerca sulla microelettronica e bioelettronica (progetto MURST), tema 6, dal marzo 1999 al marzo 2001. Titolo:  Sensori chimico-biologici per l'ambiente.
5. Progetto MURST n° 795 Art. 10 Legge 46/1982, da novembre 1999 a maggio 2005. Titolo: Sviluppo e validazione di un sistema integrato per la caratterizzazione della qualità degli oli di oliva basato sull'utilizzo di un sistema olfattivo artificiale.

• Vari sono i progetti nell'ambito dei sensori indossabili, a diverso grado di finalità (sensori fisici posti su tessuti, sensori fisici integrati, sensori chimici posti su tessuti, sensori fisici e chimici integrati, elettronica integrata, etc). I Progetti di Ricerca più significativi sono:

1. European IST Project 2002-507816 MYHEART 2003-2007
2. MyHeart: Fighting cardio-vascular diseases by preventive lifestyle & early diagnosis
3. European IST Project 2001-37778 WEALTHY 2002-2005
4. Wearable Health Care System
5. Italian MURST Project FIRB 2002-2005
6. Sviluppo di tecnologie per l'implementazione di componenti elettronici e dispositivi su substrati tessili.
7. European IST Project 2001-39262 ARIANNE 2003-2005
8. Feasibility study of yarns and fabrics with annexed electronic functions
9. European IST Project FP6-2004-IST-NMP-2 BIOTEX  2005-2008
10. BIOTEXTILES as Medical Textile Devices
11. BMW "Textile integrated sensors for automotive applications"

-Tatto artificiale

• European IST Project 2001-38040 TOUCH-HAPSYS 2002-2005 (extended to 2006)
• Study of haptics interfaces.

Progetti nel settore MIS:

• European IST Project 2001-34181 BIOLOCH 2002-2005
• BIO-mimetic structures for LOComotion in the Human body

Tissue engineering:

• Progetto Telethon per lo studio tramite lo sviluppo di un bireattore isobaro dell'influenza delle pressioni nella fase di sviluppo della retinite pigmentosa e del glaucoma
• Progetto Cassa di Risparmio di Pisa per la messa a punto di bioreattori a flusso laminare ed isobari per lo studio di diverse patologie cardiovascolari e neuronali
• Progetti Prin e Miur per la realizzazione di microstrutture polimeriche in polimeri biocompatibili e bioerodibili per lo studio della formazione del tessuto vascolare e neuronale.

In particolare:

• nel settore degli attuatori è stato brevettato un attuatore a polimeri attivi con elettrodi elicoidali,
• nel settore dei tessuti è stato brevettato un sensore piezoresistivo basato su deposizioni su tessuto di preparati polimerici conduttivi,
• nel settore dei sensi artificiali di sostanze è stato brevettato il procedimento per la realizzazione di film conduttivi di polimeri conduttori e relativi sensori di sostanze chimiche,
• nel settore della tissue engineering sono stati brevettati:

1. un sistema CAD/CAM di microfabbricazione a siringa controllata in pressione che permette di ottenere scaffold bi e tridimensionali con topologia ben definita;
2. un sistema di bioreattori a pressione e/o flusso controllato che permette di simulare i diversi distretti biologici del corpo umano in modo da poter studiare non solo l'effetto di diversi stimoli fisici nello sviluppo di un tessuto ma anche lo studio dell'effetto di diversi stimoli chimici sulle attività cellulari;
3. nel settore della MIS è stato brevettato un rivestimento metallico per capsule da endoscopia per il controllo tramite campo magnetico della posizione ed orientamento della stessa capsula;
4. nel settore della rilevazione di segnali sono stati brevettati elettrodi non invasivi per elettroretinografia.

• sistema servocontrollato per la misura di grandezze meccaniche,
• sensori isotonici ed isometrici,
• sensori laser di posizione,
• potenziostato-galvanostato per misure elettrochimiche e d'impedenza elettrochimica,
• strumenti per misure ottiche (ellisometro e spettrofotometro),
• microscopi di vario tipo,
• strumentazione per la rilevazione (anche con sistemi indossabili) ed elaborazione di segnali fisici e biologici (ECG, respiro, pH, pressione, etc),
• sistemi per microdeposizione (PAM system e sistema di microlaser sintering),
• sistemi per soft litografia (cappa chimica, hotplate, spin-coater, forno per esposizione agli UV, piatto basculante),
• bioreattori,
• laboratorio attrezzato per reazioni chimiche, polimerizzazioni tradizionali e sottovuoto,
• sistema per deposizioni di materiali sottovuoto,
• sistemi per estrusione,
• laboratorio di coltura cellulare (in convenzione presso l'istituto di fisiologia del CNR di Pisa) dotato di camera di coltura cellulare, microscopio a fluorescenza ed ottico, incubatore, cappa a flusso laminare, centrifuga.