Biophysics Research Center
La biofisica applica i principi e i metodi della fisica per comprendere e caratterizzare i sistemi viventi a diverse scale, dalle molecole e cellule ai tessuti, agli organi e al corpo umano. Situata all鈥檌nterfaccia tra fisica, ingegneria, biologia e medicina, offre strumenti sempre pi霉 precisi per misurare la fisiologia e la malattia, sviluppare nuove tecnologie e tradurre le scoperte fondamentali in innovazione biomedica.
Il Centro
麻豆传媒AV在线看 University 猫 un鈥檌stituzione giovane, dinamica e con una forte vocazione internazionale, con sede a Milano, in cui formazione medica, ricerca biomedica e pratica clinica sono strettamente integrate. All鈥檌nterno del Dipartimento di Scienze Biomediche, i forti legami tra l鈥橴niversit脿 e l鈥橧RCCS 麻豆传媒AV在线看 Research Hospital creano un ambiente fertile per collaborazioni tra ricerca di base, traslazionale e clinica. In questo contesto, l’麻豆传媒AV在线看 University Biophysics Research Center risponde alla crescente necessit脿 di approcci quantitativi e basati sulla fisica per affrontare sfide biologiche e mediche.
Direttore
Aree di ricerca
La ricerca del Centro si fonda su competenze consolidate presso 麻豆传媒AV在线看 University in due principali aree: la biofisica dei sistemi microbici e cellulari e gli approcci basati sulla fisica per l鈥檌maging medico. Radicato in questi ambiti di eccellenza, il Centro 猫 concepito per evolvere attraverso collaborazioni accademiche, cliniche e industriali, tecnologie emergenti e nuove opportunit脿 scientifiche.
Ambito di ricerca
Quest鈥檃rea studia come i principi fisici influenzino il comportamento, l鈥檕rganizzazione e la ricostruzione funzionale di comunit脿 microbiche, cellule di mammifero e sistemi biochimici cell-free, con particolare attenzione alle interfacce biologiche, materiali e ospite.
Attivit脿 in corso
- Analisi biomeccanica delle risposte microbiche e cellulari alle superfici, incluso il ruolo di flusso, motilit脿, topografia e chimica di superficie nell鈥檃desione batterica, nella formazione di biofilm, nella meccanosensibilit脿 cellulare e nelle infezioni associate a dispositivi medici.
- Studi quantitativi e meccanicistici della dinamica delle popolazioni microbiche, con particolare attenzione a come fisiologia, struttura spaziale, stress, disponibilit脿 di nutrienti e metabolismo microbico influenzino le interazioni ecologiche, la resistenza alla colonizzazione, la risposta agli antibiotici e la comunicazione microbioma鈥搊spite.
- Uso della CLEM per investigare i fenotipi strutturali di materiali e interfacce biologiche o patologiche a livello tissutale, cellulare e molecolare, fornendo informazioni ad alta risoluzione su patogeni, tessuti patologici e formazioni proteiche anomale.
- Assemblaggio bottom-up di sistemi autonomi cell-free capaci di sostenere la propria attivit脿 biochimica attraverso reti metaboliche sintetiche, con l鈥檕biettivo di ingegnerizzare piattaforme terapeutiche avanzate ispirate ai principi fondamentali che governano la vita.
Membri
Ambito di ricerca
Quest鈥檃rea sviluppa metodi basati sulla fisica e approcci computazionali per estrarre informazioni affidabili e clinicamente rilevanti dalle tecnologie di imaging medico e radioterapia. Combinando imaging quantitativo, modellistica, intelligenza artificiale, analisi delle immagini e pianificazione dei trattamenti, supporta la caratterizzazione in vivo dei processi biologici, la diagnosi e gli interventi guidati dalle immagini, l鈥檕ttimizzazione dei trattamenti radioterapici e la medicina di precisione in un鈥檃mpia gamma di applicazioni cliniche.
Attivit脿 in corso
- Sviluppo e traslazione clinica di metodologie PET quantitative, integrando imaging dinamico clinicamente sostenibile, modellistica cinetica, radiomica, analisi automatizzata delle immagini e intelligenza artificiale per derivare biomarcatori di imaging per la diagnosi, la caratterizzazione delle lesioni e la valutazione della risposta al trattamento.
- Sviluppo e traslazione clinica di algoritmi avanzati di analisi delle immagini TC e metodi di caratterizzazione tissutale, includendo acquisizioni ad altissima risoluzione, approcci di ricostruzione spettrale, radiomica, analisi automatizzata delle immagini e intelligenza artificiale, con applicazioni nello sviluppo di biomarcatori di imaging quantitativo per la diagnosi e la valutazione della risposta al trattamento.
- Sviluppo e applicazione di pipeline di analisi delle immagini mediche guidate dall鈥檌ntelligenza artificiale, basate su machine learning e deep learning, per la segmentazione automatizzata, la caratterizzazione tissutale e l鈥檌nterpretazione avanzata delle immagini mediche. Questa attivit脿 include l鈥檌ntegrazione di dati multimodali di RM e TC, l鈥檈strazione di biomarcatori quantitativi di imaging clinicamente rilevanti e la progettazione di workflow riproducibili e scalabili per dataset di imaging clinico, inclusa la gestione dei dati DICOM.
- Sviluppo e traslazione clinica di metodologie avanzate di RM quantitativa, integrando RM multiparametrica, modellistica della diffusione, imaging di perfusione, trattografia e analisi quantitativa delle immagini per derivare biomarcatori di microstruttura tissutale, fisiologia vascolare, metabolismo e connettivit脿 strutturale. Le applicazioni attuali includono tumori cerebrali, neurochirurgia funzionale guidata dalle immagini, dolore cronico, malattie infiammatorie intestinali e imaging quantitativo del midollo spinale nella mielopatia cervicale degenerativa.
- Sviluppo e applicazione di metodi basati sulla fisica e approcci computazionali per la radioterapia, inclusi ottimizzazione e automazione della pianificazione dei trattamenti, quality assurance, analisi del rischio, radioterapia stereotassica corporea, protonterapia, irradiazione totale del midollo osseo e supporto alle decisioni cliniche assistito dall鈥檌ntelligenza artificiale.