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FP6

ARTIC — Risultato in breve

Project ID: 33274
Finanziato nell'ambito di: FP6-NMP
Paese: Paesi Bassi

La tecnologia ispirata dalla natura

È stato progettato un metodo innovativo di manipolazione dei fluidi nei sistemi di microfluidica per imitare la funzione propulsiva degli organelli cellulari ciglia. La compatibilità della tecnologia con i biofluidi la rende ideale per le applicazioni biomediche.
La tecnologia ispirata dalla natura
Le cellule eucariote utilizzano spesso minuscole strutture filiformi sulla propria superficie esterna, note come ciglia, come organi sensori o per propagare propulsione o flusso. Nei polmoni per esempio le ciglia nelle vie aeree facilitano l'espulsione di muco.

Questo movimento fluttuante avanti e indietro ha ispirato il progetto ARTIC ("Nature-inspired micro-fluidic manipulation using artificial cilia"), finanziato dall'UE, per utilizzarlo in microfluidica. Più specificamente i partner hanno sviluppato "ciglia artificiali" che erano microazionatori in composti polimerici che reagivano a un campo magnetico applicato.

Le ciglia ARTIC sono state costruite in gomma sottile contenente nanoparticelle super-paramagnetiche disperse, ed erano di norma pochi micrometri in lunghezza e larghezza. Grazie allo sviluppo di speciali protocolli di attivazione, le ciglia sono state ottimizzate per muoversi asimmetricamente creando un flusso netto.

Per testare la loro efficacia propulsiva, è stata sviluppata una cartuccia microfluidica in cui le ciglia erano integrate sul fondo di un microcanale, con un campo magnetico variabile nel tempo per l'azionamento. Utilizzando modelli specifici gli scienziati sono stati in grado di prevedere con precisione l'interazione di queste ciglia artificiali con i fluidi complessi. Incorporando minuscole perle fluorescenti nel fluido e analizzando poi le immagini rilevate come una funzione del tempo, si è dimostrato che le ciglia artificiali erano in grado di spingere in avanti le particelle.

La tecnologia prodotta da ARTIC ha molte potenziali applicazioni nei dispositivi biosensori, nel raffreddamento per microcanali dei dispositivi elettronici, nei test farmaceutici e chimici ad alta processività, e nei sistemi di somministrazione controllata dei farmaci. L'implementazione di questa innovazione per svolgere analisi complesse in modo veloce ed efficace, come la creazione di profili di DNA o l'identificazione dei patogeni, può far progredire il campo della diagnostica.

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