1. L’INDUSTRIA TECNOLOGICA:
IMAGING, BIOTECNOLOGIE,
ROBOTICA, ITC
Marco Salvatore
Adelaide Greco
Dipartimento di Scienze Biomorfologiche e Funzionali
Università degli Studi di Napoli Federico II.
XXXIV Seminario dei Laghi della Fondazione Smith Kline, 4 e 5 ottobre 2012.
2. 1. IL SISTEMA BIOTECH IN ITALIA.
2. LA ROBOTICA.
3. IL WEB: TELEDIAGNOSTICA E TELEASSISTENZA.
4. LE NANOBIOTECNOLOGIE.
5. L’IMAGING MOLECOLARE.
3. IL SISTEMA BIOTECH
Fonte: Dati Osservatorio Nazionale per la Biosicurezza, le Biotecnologie e le Scienze della Vita 2007
4. Pure biotech: Imprese che hanno come core business
attività legate esclusivamente alle biotecnologie.
Altre biotech: Imprese che utilizzano almeno una tecnica
biotecnologica per produrre beni e servizi per fare ricerca in
campo biotech, senza che questa risulti essere il core
business dell’impresa stessa
Rapporto sulle biotecnologie in Italia - 2012
Imprese biotech: definizione dei settori di applicazione
5. Imprese biotech: definizione dei settori di applicazione
Red biotech: Biotecnologie applicate alla salute dell’uomo: uso di moderni
metodi biotecnologici per lo sviluppo di prodotti terapeutici, vaccini, tecnologie
di drug delivery, metodiche di diagnostica molecolare, attività di drug discovery
e cosmetici.
Green biotech: Biotecnologie agroalimentari.
GPTA: Genomica, Proteomica e Tecnologie Abilitanti.
White biotech: Biotecnologie industriali (prodotti chimici, materiali e
carburanti).
Multi core: Imprese che operano in almeno due dei settori di applicazione
sopra citati.
Rapporto sulle biotecnologie in Italia - 2012
7. L’Italia terza in Europa, dopo la Germania e il
Regno Unito per numero di imprese pure
biotech.
In italia si osserva un aumento del numero delle imprese pure
biotech, passato da 242 nel 2010 a 248 nel 2011
il settore delle biotecnologie della salute esprime il 96% del
fatturato.
Più della metà delle imprese considerate sono purebiotech di
micro o piccola dimensione, che originano da start-up e spin-off
accademici o industriali, con una percentuale di addetti in R&S
nell’ordine del 30%.
Immissione in commercio di 319 prodotti.
Report 2012 BioiIn Italy, rapporto sulle Biotecnologie in Italia
9. Netta prevalenza di società di capitali (92%) delle quali più del 60% è
costituito da società a responsabilità limitata, forma giuridica
particolarmente adeguata ad imprese di minori dimensioni.
FORME GIURIDICHE PREVALENTI
10. Il sistema evidenzia alcune criticità connesse alla parcellizzazione delle competenze, alla
limitata dimensione delle imprese (l’88% è di micro o piccola dimensione e realizza meno
del 3% del fatturato complessivo), e alla mancanza di un vero mercato per i capitali di
rischio destinati alla crescita e allo sviluppo delle nuove imprese.
Classi dimensionali di appartenenza delle imprese biotech
Rapporto delle Biotecnologie in Italia 2012
12. Robotica
La robotica è una scienza che, in base ai
comportamenti degli esseri intelligenti, cerca di
sviluppare macchine in grado di sostituire l’uomo in
compiti ritenuti rischiosi, faticosi, ripetitivi, che
richiedono precisione e velocità di esecuzione
(biorobotica e la robotica biomedicale).
14. Chirurgia Ortopedica Assistita dal
Calcolatore, CAOS (Computer
Assisted Orthopaedic Surgery)
Applicazioni che prevedono l'utilizzo del calcolatore allo
scopo di rendere meno invasive, più efficaci, sicure ed
affidabili le procedure chirurgiche in ambito ortopedico.
16. RADIOTERAPIA GUIDATA
• Miglior definizione del tessuto bersaglio consentito dalle
tecniche di imaging.
• Possibilità di un controllo real time (durante la seduta della
radioterapia, IGRT). Questo vantaggio si concretizza nella
riduzione dei margini del campo irradiato che sono
direttamente proporzionali all'incertezza che si può avere
sulla definizione del bersaglio della terapia.
17. RADIOTERAPIA GUIDATA
IGRT (Image-Guided Radiotherapy)
Attraverso la IGRT è possibile infatti depositare dosi elevate di
radiazioni e al contempo risparmiare l'esposizione dei tessuti sani
circostanti. In alcuni contesti clinici è possibile somministrare dosi
efficaci per la cura del tumore in poche frazioni (ipofrazionamento)
o, addirittura, in un'unica sessione di terapia (Single-Dose IGRT).
Questi nuovi schemi di trattamento stanno permettendo un salto
di qualità epocale nel trattamento delle neoplasie.
UFFICIO STAMPA AOUP
GIUGNO 2012
18. NANOFOTONICA E TECNOLOGIE ICT PER
TELEDIAGNOSTICA E TELEASSISTENZA
PROGETTO NADIA (Smart Cities Health 2012)
Obiettivo: realizzazione di una piattaforma tecnologica integrata
per il rilevamento diretto, continuo ed in tempo reale di parametri
biologici clinicamente rilevanti finalizzato alla telediagnostica e
teleassistenza mediante ago-catetere.
19. Biosensore sulla
punta di una fibra ottica
Biosensori in fibra ottica
Le proprietà ottiche del biosensore vengono rilevate dai trasduttori in
fibra ottica e convertite in un segnale, prima ottico e poi elettronico, al
fine di ottenere un segnale interpretabile e quantificabile correlato alla
presenza e alla concentrazione degli analiti di interesse.
20. Utilizzo dell’Informatica in Sanità
20
Amministrazione
della
Conoscenza
Ausilio
Decisionale
Amministrazione
della
Informazione
Clinica
Comunicazione
21. Utilizzo dell’Informatica in Sanità
Comunicazione
Telemedicina
Tele-radiologia
E-mail del paziente
Presentazioni
Amministrazione della Conoscenza
Pubblicazioni
informazioni di salute del
consumatore
le informazioni mediche basate-su-
Prove
Supporto alla Decisione
Sistemi di archiviazione
Diagnosi di Sistemi Esperti
Interazione tra farmaci
Amministrazione di
Informazione
Annotazioni Mediche
Elettroniche
Transazioni di fatturazione
Sistemi di Ordinazione
21
22. Sistema remoto per memorizzare dati accessibili via
web services
Indipendente dalla piattaforma
Luogo sicuro per archiviare informazioni mediche
Condivisione di informazioni mediche tra le applicazioni
e le altre parti controllata dall UTENTE
Microsoft HealthVault
23. FASCICOLO SANITARIO ELETTRONICO:
Infrastruttura
ASL
Medico
B
Medico
A
1. Creazione
documento
2. Condivisione
documento
Fascicolo
Sanitario
Elettronico
3. Richiesta
documento
4.
Consegna
documento
•consentire la localizzazione e la disponibilità delle
informazioni sanitarie ovunque memorizzate
•consentire una facile integrazione con sistemi e
infrastrutture preesistenti in maniera tale da renderli
interoperabili
•fornire adeguate caratteristiche prestazionali in termini
di accessibilità ai documenti e dati sanitari
•garantire un elevato livello di sicurezza
•essere basata su standard aperti
•fornire meccanismi per supportare adeguatamente i
processi sanitari
24. Sensori per
monitoraggio
multi-parametrico
Ospedale
Health / call
Centre
Comunicazione Dati e feedback
Data processing & analysisData acquisition
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
500
1000
1500
t [sec]
RR[msec]
Tilt
Sympthoms
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
50
100
150
t [sec]
SBP[mmHg]
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
0
50
100
SCMI[%]
t [sec]
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
-0.5
0
0.5
Risk[--]
t [sec]
Positive VVS Risk
altri dati:
clinici,immagini,
lab, genomici
Analisi
Intelligente
Supporto alla diagnosi
ed alla cura
Cura,
Riabilitazione
Expertise
Medico
I Personal Health Systems (PHS) contribuiscono alla erogazione di servizi sanitari personalizzati in
modo continuo e controllato per rendere più autonomi e sicuri i pazienti indipendentemente dalla
loro ubicazione
25. NANOBIOTECNOLOGIE
PRESENTE….
-Cosmesi, display e chip di memoria, bici ultraleggere, Industria
alimentare, Medicina con i liposomi.
FUTURO…
-Nuovi strumenti diagnostici: diagnosi semPre più precoce di
malattie.
-Endoscopi: permettono il passaggio attraverso i tessuti senza
creare danni.
-Somministrazione intelligente di farmaci.
-Fabbricazione di tessuti artificiali: supporti per la crescita di
cellule staminali.
26. Nanobiotecnologie e Imaging
molecolare
Formulazione di nuovi nano vettori da impiegare nella
diagnostica per immagini (ecografia, Risonanza
Magnetica, Imaging Ottico).
studio di nanocluster innovativi per la realizzazione di
traccianti supermagnetici per la Risonanza Magnetica.
Integrazione di informazioni derivanti dalle più avanzate
tecniche di diagnostica per immagini con dati
biomolecolari.
27. In vivo MRI Visualization of different Cell Population
Labeled with PARACEST Agent, Ferrauto et Al. Magn
Reson Med. 2012
Immagini pesate T2 di
fantoccio. non si evidenzia una
distinzione tra cellule controllo
e marcate(a).
CEST Image: possiamo invece
notare una differenza di
colorazione delle differenti
popolazioni cellulari: Eu- e Yb-
(a+b = c).
PARACEST permette la
visualizzazione di differenti
tipi cellulari nella stessa
regione anatomica utilizzando
uno scannerr clinico 1H-MRI
(c).
Agenti CEST
c
28. Agenti di Contrasto per Ultrasuoni, anche conosciuti come Microbolle (MB), sono un
potente strumento per la ricerca di diagnosi e terapie di modelli animali per malattie
umane.
Le MB , permettono l’analisi quantitativa di Biomarker molecolari, studi di perfusione,
targeting microvascolare, rilascio di geni e farmaci.
MB diametro da 2.3 a 2.9 µm Target MB
US Agenti di Contrasto
Gas filled
Microbubble
Endothelial cell
Biotin
Antibody
Streptavidin
Gas
Oil
Lipids
Greco A..M. Salvatore. Ultrasound Biomicroscopy in small animal research: applications in molecular and pre-clinical imaging. Journal of Biomedicine and Biotechnology,
Journal of Biomedicine and Biotechnology 2012.
30. Gli Ultrasuoni interagiscono con le microbolle causando la loro oscillazione
e la loro distruzione portando al rilascio di materiale genetico. Inoltre gli
ultrasuoni producono un effetto locale “shockwave” che incrementa la
permeabilità cellulare permettendo il passaggio transcapillare di
macromolecole, attraverso piccole perforazioni endoteliali che vengono a
crearsi tramite la cavitazione.
Gene therapy mediata da US
31. RICERCA INNOVAZIONE SOSTENIBILITA’
RISORSE
PROBLEMI DI FONDO: (1)
Rispetto ad altri Paesi avanzati, il nostro sistema produttivo soffre di una limitata disponibilità
di capitali di credito e di rischio per investimenti in progetti di ricerca e innovazione e per la
crescita di nuove imprese biotech.
32. PROBLEMI DI FONDO: (2)
EQUILIBRIO TRA COMPETENZE SCIENTIFICHE E MANAGERIALI
RICERCA
APPLICATIVA
SVILUPPO
RICERCA DI BASE
COMPETENZE MANAGERIALI Sciarelli S.
33. CONCLUSIONI
• IL NUOVO CONCETTO DI MEDICINA SI BASA SU UNA
VISONE SEMPRE MENO SPECIE SPECIFICA E SEMPRE PIU’
INDIVIDUO SPECIFICA.
• QUESTO PUO’ ESSERE RESO POSSIBILE GRAZIE
ALL’INTEGRAZIONE DELL’INGEGNERIA, DELLA BIOLOGIA
E DELLA MATEMATICA DI FENOMENI CHIMICO-FISICI.
34. IL FUTURO
1.Formazione di nuove figure professionali addestrate a
comprendere le esigenze di carattere economico tipiche
dell’impresa ed esigenze di ricerca, nuove figure professionali
“scienziati-imprenditori”.
2.Introdurre le tematiche della gestione aziendale nel percorso
formativo dei Corsi di Laurea?
3.Trovare nuovi finanziamenti anche privati
4.Promuovere progetti su un’avanzata frontiera della ricerca e
puntare sull’efficienza per garantire il miglior uso delle scarse
risorse.