Organs on chip: dispositivi microfluidici destinati alla modellizzazione di malattie e alla sperimentazione farmaceutica

La sintesi di un farmaco è un processo molto lungo, dispendioso e spesso fallimentare. La fase preclinica della sperimentazione, non consente di ottenere risultati affidabili per la specie umana. Molti farmaci durante la fase clinica si sono rivelati nocivi per l'uomo. Una soluzione a questa problematica è rappresentata dalla tecnologia "Organs on chip" che consente di simulare e osservare direttamente la complessa risposta fisiologica del nostro organismo. Nel chip viene ricreata l'interfaccia tissutale tridimensionale e l'ambiente biochimico e meccanico specifico dell'organo. Coltivando le colture cellulari umane in questi dispositivi, si ottiene una risposta cellulare al farmaco identica a quella dell'organo umano di riferimento. Lo scopo di questa tesi è presentare questa tecnolgia dal punto di vista funzionale e applicativo. Inizialmente sono analizzati i principi di funzionamento e fabbricazione, in seguito si fa riferimento ad alcune tipologie di organi su chip; l'attenzione si concentra sull'analisi del cuore su chip, si esaminano il suo design e i metodi di fabbricazione, il calcolo del raggio di curvatura e dello sforzo tissutale durante un ciclo contrattile; infine si analizzano alcune sue applicazioni, in particolare, il modello di una terapia cellulare cardiaca e la sindrome di Barth, modellizzata con cellule iPSC-CM.