RESPONSABILI DELLA RICERCA
Team di ricerca
Pasquale Arpaia (Direttore Cirmis), Carla Cicala (Professore di farmacologia, UNINA) e Massimo Mariconda (Professore di ortopedia, UNINA).
Partenariati e/o collaborazioni in essere (se esistenti)
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Tipo di attività prevalente
accademica con ricadute industriali
Ricadute applicative
Trattamento personalizzato dell’artrosi e delle algie delle articolazioni.
Descrizione dell'attività di ricerca
Sviluppo di un sistema di misura basato su spettroscopia di bioimpedenza del trattamento farmacologico transdermico (es. ionoforesi), finalizzato alla personalizzazione del dosaggio. La quantità di farmaco è stimata sulla base della variazione di impedenza rilevata a valle della somministrazione rispetto al valore pre-trattamento.
La prima fase della ricerca prevede la realizzazione di uno spettroscopo di impedenza finalizzato agli studi preliminari di classificazione elettrica dei tessuti e dei farmaci. Particolare attenzione sarà rivolta al design degli elettrodi per massimizzare sensibilità e stabilità della misura. Infatti, il contatto tra elettrodo bagnato e tessuto, determina instabilità nella misura a causa della penetrazione del gel elettrolitico nel tessuto con una riduzione progressiva dei valori di impedenza. Il dispositivo dovrà quindi essere in grado di misurare il fenomeno e compensarlo tramite un algoritmo ad-hoc.
Successivamente l’attività di ricerca prevedrà lo sviluppo di soluzioni finalizzate a massimizzare la riproducibilità intra ed interindividuale ed in particolare:
- la realizzazione di un modello agli elementi finiti per simulare il comportamento elettrico della pelle;
- la classificazione, sulla base del modello e attraverso misure di spettroscopia di impedenza, di ogni tessuto indagato prima della somministrazione del farmaco.
La caratterizzazione iniziale del tessuto ne consentirà una classificazione in base alla quale tarare il dispositivo di misura.
Stato dell'attività
in corso da 18 mesi – inizio: aprile 2020, fine: Dicembre 2023
Numero di pubblicazioni strettamente pertinenti, partecipazioni a convegni/ conferenze:
3 contributi a conferenza internazionale, 3 contributi a rivista.
[1] Arpaia, Pasquale, Umberto Cesaro, and Nicola Moccaldi. "A bioimpedance meter to measure drug in transdermal delivery." IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 67.10 (2018): 2324-2331.
[2] Arpaia, Pasquale, Umberto Cesaro, and Nicola Moccaldi. "Noninvasive measurement of transdermal drug delivery by impedance spectroscopy." Scientific reports 7.1 (2017): 1-10..
[3] Arpaia, P., Crauso, F., Frosolone, M., Mariconda, M., Minucci, S., & Moccaldi, N; “A personalized FEM model for reproducible measurement of anti-inflammatorydrugs in transdermal administration to knee." Scientific Reports. Under Revision
[4] Arpaia, Pasquale, et al. "A finite element model of abdominal human tissue for improving the accuracy in insulin absorption assessment: A feasibility study." Measurement: Sensors 18 (2021): 100218.
[5] Arpaia, Pasquale, Umberto Cesaro, and Nicola Moccaldi. "Measuring the drug absorbed by biological tissues in laboratory emulation of dermatological topical treatments." 2016 IEEE International Symposium on Medical Measurements and Applications (MeMeA). IEEE, 2016.
[6]Arpaia, Pasquale, et al. "A model for measuring the drug released under the skin in transdermal delivery." 2017 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC). IEEE, 2017.
Luogo ove viene svolta principalmente l'attività
Dipartimento di Ingegneria Elettronica e Tecnologie dell’Informazione (DIETI - NA)