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RICERCA E SVILUPPO TECNOLOGICO IN SARDEGNA
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Come integrare ingegneria e ricerca biomedica

 
14.04.2006
Nicola Lai racconta a Webpolaris la sua esperienza di lavoro negli Stati Uniti. Il ricercatore sardo ha intrapreso una nuova avventura che lo porta a coniugare l'ingegneria alla biomedicina.

Perché hai lasciato la Sardegna?
Dopo l'esperienza del dottorato in Ingegneria Chimica a Cagliari e, successivamente, al CRS4 in qualità di ricercatore, sullo sviluppo di modelli matematici e l'implementazione di algoritmi numerici per la loro risoluzione su codici di calcolo, ho avuto l'opportunità di fare ricerca nel settore dell'ingegneria tissutale o "Tissue Engineering". Di questa attività di ricerca mi ha colpito la potenzialità che l'approccio tipicamente impiegato in ingegneria offre nella ricerca in campo biomedico, così, dopo aver lavorato al CRS4, nel gruppo coordinato da Giacomo Cao, alla simulazione modellistica della crescita di biotessuti all'interno di reattori progettati dalla NASA per la produzione di cartilagine ex-vivo, ho avuto l'oppurtunità di fare un'esperienza formativa lavorando come ricercatore nel "Center for Modeling Integrated Metabolic Systems" (MIMS) presso il dipartimento di Ingegneria Biomedica alla Case Western Reserve University (Cleveland, OH).
La scelta mi è sembrata appropriata sia per le tematiche di ricerca trattate dal centro sia per i nuovi indirizzi strategici di Polaris e del CRS4 che vedono nell'attività di ricerca biomedica uno dei settori di maggiore interesse.
La strategia del centro MIMS è quella di combinare lo sviluppo di modelli matematici, simulazioni modellistiche e la sperimentazione in vivo al fine di quantificare relazioni tra il metabolismo cellulare e la risposta fisiologica in sistemi organo-tessuto. Lavorare presso il centro MIMS mi è sembrata un ottima occasione per acquisire competenze utili sia per la personale crescita professionale, con particolare riferimento al trasporto di materia ed al metabolismo in sistemi biologici, sia per l'attività di ricerca che il gruppo del CRS4 a cui appartengo, insieme ad Alessandro Concas e Massimo Pisu, ha intrapreso da tempo nel campo dell'Ingegneria Biomedica.

Quali sono le attività di ricerca del centro di Cleveland?
Al centro di Cleveland vengono svolte principalmente attività modellistica e attività sperimentale in modo tale che l'una sia complementare all'altra.
L'attività modellistica è rivolta principalmente allo sviluppo di modelli matematici al fine di descrivere la fisiologia del sistema organo tessuto attraverso le reazioni metaboliche ed il trasporto di materia di un largo numero di sostanze presenti nel sistema biologico.
Il modello matematico consente un'analisi quantitativa delle reazioni metaboliche e dei loro meccanismi di regolazione in condizioni normali o abnormali in soggetti sani, atleti e in pazienti affetti da diverse rilevanti patologie. Le simulazioni modellistiche, inoltre, permettono di analizzare la risposta fisiologica su soggetti umani o su cavie da laboratorio in seguito ad uno stimolo che può derivare da una variazione della portata di sangue, contenuto di ossigeno nel sangue, attività fisica (esercizio) e dieta. Una volta verificata l'affidabilità del modello matematico attraverso un confronto diretto tra i risultati delle simulazioni e i dati sperimentali, il modello potrebbe essere utilizzato per predire gli effetti di processi metabolici alterati da agenti farmacologici.
L'attività modellistica è accompagnata dall'attività sperimentale svolta principalmente nei laboratori presso il Rainbow Babies & Children Hospital di Cleveland.
Il lavoro di ricerca che spesso comporta un'interazione tra medici, chimici, fisici, biologi ed ingegneri, è spesso reso complicato dalle differenti terminologie e soprattutto dalle differenti metodologie di ricerca usate dai ricercatori provenienti da aree scientifiche molto diverse tra loro.

Obiettivi e prospettive per il futuro?
Le prospettive per il futuro sono incoraggianti, la costituzione di un distretto tecnologico nel settore della biomedicina e delle tecnologie per la salute a POLARIS fanno ben sperare per nuove opportunità di ricerca e imprenditorialità in Sardegna. In questo contesto ritengo che la mia esperienza di ricercatore, ulteriormente maturata presso la Case Western Reserve University, anche attraverso l'acquisizione di nuove tecnologie per la sperimentazione in campo biomedico, potrà risultare utile nell'attività di ricerca nel settore della biomedicina nell'ambito del gruppo del CRS4 a cui appartengo e più in generale del distretto tecnologico di Polaris.

Greca Meloni
Redattore


Biografia
Nicola Lai
Laureato in Ingegneria Chimica presso l'Università di Cagliari nel 1998, nel 2002 ha vinto un dottorato di ricerca presso l'Università di Pisa. E' Research Associate presso il Department of Biomedical Engineering, Case Western Reserve University, Cleveland, (USA). E' stato Visiting Researcher presso il Trinity Centre for Bioengineering (TCBE), University of Dublin, Trinity College, Ireland nel 2004. Dal 2000 è ricercatore presso il Centro di Ricerca, Sviluppo e Studi Superiori in Sardegna (CRS4). I suoi principali interessi di ricerca riguardano l'ingegneria delle reazioni e dei reattori chimici, le tecnologie di separazione con resine a scambio ionico, trasporto di materia e metabolismo in sistemi biologici organo-tessuto, l'ingegneria dei bio-tessuti.