Viscoelastic Characterization of Soft Materials at the Microscale

1. Titolo del Progetto

Viscoelastic Characterization of Soft Materials at the Microscale
PRIN  2020
Periodo: 5/02/2025 – 4/2/2027

2. Descrizione del Progetto

Il progetto propone una metodologia avanzata per la caratterizzazione meccanica di soft materials alla microscala, con particolare riferimento a cellule e tessuti biologici. L’approccio integra sperimentazione e modellazione, utilizzando un microgripper MEMS a geometria simmetrica per la manipolazione controllata del campione. L’analisi della dinamica non lineare del sistema microgripper–campione, combinata con algoritmi genetici per la stima multiparametrica, consente una determinazione accurata delle proprietà meccaniche, contribuendo in modo sostanziale alla comprensione dei meccanismi di meccanobiologia.

3. Obiettivi del Progetto

  • Progettare e realizzare un prototipo di microgripper e il relativo apparato sperimentale.
  • Condurre test su micro-campioni soft con proprietà meccaniche note.
  • Sviluppare un modello non lineare del sistema microgripper-campione.
  • Stimare le proprietà meccaniche dei campioni e validare la metodologia sperimentale.

4. Partner e Stakeholder Coinvolti

Coordinatore: Matteo Verotti, Università degli Studi di Genova
Accademici: 

  • Matteo Verotti, Università degli Studi di Genova
  • Università degli Studi Niccolò Cusano -Telematica Roma ,Laurenza Maicol

5. Budget e Finanziamento

Budget complessivo: 237.232€
Ente finanziatore: Ministero dell’Università e della Ricerca
PRIN: PROGETTI DI RICERCA DI RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE – Bando 2020

6. Impatti e Benefici Attesi

  • Impatto scientifico.
    - Validazione di una nuova tecnica sperimentale per lo studio della meccanica cellulare, superando le limitazioni delle metodologie tradizionali e permettendo misurazioni senza alterare lo stato della cellula.
    - Possibilità di implementare modelli costitutivi multi-parametrici avanzati, migliorando la comprensione dei fenomeni di meccanica cellulare e della meccanotrasduzione.
    - Contributo alla comprensione dei meccanismi di trasmissione della forza al citoscheletro e delle relazioni tra stato meccanico e sviluppo di patologie, con potenziale applicazione a studi su tumori e altre malattie
  • Impatto tecnologico.
    - Sviluppo di un microgripper monolitico, semplice da controllare, senza necessità di campi magnetici, trappole ottiche o particelle esterne, con risparmio energetico e di tempo.
    - Applicazione della metodologia di modellazione e ottimizzazione dei sistemi MEMS con considerazione delle incertezze, trasferibile ad altri problemi di identificazione meccanica su scala microscopica
  • Impatto sociale.
    - Miglioramento della comprensione del comportamento meccanico delle cellule viventi, fondamentale per comprendere come anomalie meccaniche possano causare stati patologici.
    - Supporto allo sviluppo di nuove tecnologie biomediche, con potenziale impatto significativo sulla qualità della vita umana

7. Contatti e Referenti

Verotti Matteo
matteo.verotti@unige.it
Università degli Studi di Genova

Laurenza Maicol
maicol.laurenza@unicusano.it
Università degli Studi Niccolò Cusano -Telematica Roma

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