Laboratori di ricerca

I  laboratori di ricerca dell’Istituto Ortopedico Galeazzi sono i seguenti:

Laboratorio di Meccanica delle Strutture Biologiche (LABS), diretto dall’ Ing. Manuela Raimondi 
Laboratorio sperimentale di ricerche di recupero e riabilitazione funzionale e gait analisis (1), diretto dal Dott. Licari 
Laboratorio sperimentale di ricerche di recupero e riabilitazione funzionale e gait analisis (2), diretto dal Dott. Bo 
Laboratorio sperimentale di immunoreumatologia diretto dal Prof. Capsoni
Laboratorio di Colture cellulari e Biologia molecolare diretto dal Prof. Banfi
Laboratorio di genetica molecolare diretto dalla  Dott.ssa Reali (Direttore scientifico Dott. Abrignani)
Laboratorio sperimentale di ricerche cardiologiche nelle malattie degenerative dell’apparato locomotore, diretto dal Dott. Turiel.
Laboratorio di ricerca Centro di chirurgia protesica, diretto dal Dott. Romagnoli.
Laboratorio sperimentale di ricerca in Bioimmagini, diretto dal Dott. Perona.
Registro ortopedico protesico lombardo (ROLP), diretto dal Prof. Mineo e Dott. Giacometti

I laboratori di ricerca sono collocati in diverse aree dell’Istituto, nelle vicinanze delle attrezzature qualificanti che vengono utilizzate sia per l’attività clinica che di ricerca.
 
Laboratorio di Meccanica delle Strutture Biologiche (LABS), diretto dall’ Ing. Manuela Raimondi 
Il Labs è il distaccamento del Politecnico di Milano all’interno dell’ Istituto. Esso trova la sua giustificazione nella volontà di raggiungere i seguenti obbiettivi :

1) Nell’ambito della ricerca:
Interscambio tra medici e bioingegneri di informazioni utili alla messa a punto di nuovi protocolli utili alla sperimentazione nel campo:
Della sicurezza dei materiali
Dell’utilizzo di nuovi materiali protesici
Delle biotecnologie
Del  rilevamento dei segnali
Delle tecniche di navigazione elettronica ( chirurgia ortopedica e neurochirurgia)

2) Nell’ambito della cura:
Trasferimento delle ricerche al fine di:

Ridurre morbilità degli interventi
Riduzione dei tempi di degenza
Riduzione dei tempi di riabilitazione
Incremento della sicurezza dei dispositivi protesici
Riduzione dell’invasività delle procedure diagnostiche e terapeutiche

Laboratorio sperimentale di ricerche di recupero e riabilitazione funzionale e gait analisis (1), diretto dal Dott. Licari  con cui collabora il Dott. Melegati

Il laboratorio comprende un sistema optoelettronico automatico per la rilevazione delle coordinate spaziali di un certo insieme di segmenti corporei e per l’analisi del movimento mediante 6 telecamere da 100 Hertz e una pedana stabilometrica denominato:SISTEMA ELITE
L’Elite Clinic è un sistema completo che integra le immagini provenienti da telecamere optoelettroniche (per la ricostruzione cinematica di marker passivi e riflettenti) con segnali analogici e digitali provenienti da più sorgenti (pedane, elettromiografi, ecc.) al fine di catturare ed analizzare il movimento in modo multifattoriale e tri-dimensionale, in micro e macro spazi.
Grazie a diversi software applicativi, il sistema Elite all’Istituto Ortopedico Galeazzi viene usato in vari campi di ricerca: dalla medicina dello sport agli  studi ergonomici.
La piattaforma per l’analisi dinamica del movimento e’ integrata al sistema ELITE e sincronizzata. Il sistema piattaforma è quindi sincronizzato con l’acquisizione dei dati cinematici

Il laboratorio è dotato di un  elettromiografo portatile di superficie per l’analisi dinamica dell’attività muscolare e’ uno strumento per lo studio dell’attività muscolare nei campi della riabilitazione, medicina dello sport, ergonomia, ricerca clinica, negli studi sulla valutazione di capacità funzionali e affaticamento muscolare.
Il  software e’ uno strumento utilizzato nella ricerca per un’analisi simultanea, oggettiva e completa dei parametri neuromuscolari e biomeccanici del movimento del paziente. Consente di poter valutare in modo immediato tutte le informazioni integrate e sincronizzate.

Laboratorio sperimentale di ricerche di recupero e riabilitazione funzionale e gait analisis (2), diretto dal Dott. Ivano Bo
 
Il laboratorio è dotato del SISTEMA LOKOMAT:
Il sistema robotizzato Lokomat è il supporto scientifico per la terapia dei pazienti nell’ambito delle malattie dell’apparato locomotore direttamente connesse a problematiche di tipo neurologico e riconducibili a traumi cerebrali.
Tale sistema è usato per studiare la mobilità dei pazienti che hanno subito una lesione al midollo spinale.
Il sistema di controllo software unito al controllo di sensori ottici  permette ai pazienti di muovere le gambe in modo sincrono con il treadmill. Il computer permette di effettuare rettifiche individuali dei parametri per adeguarsi alle esigenze dei singoli pazienti e mediante un sistema di trasduttori di forza integrati consente di ottenere accurate misure relative all’interazione tra macchina e paziente.
L'attività del paziente con i relativi dati vengono visualizzati su un PC  per un controllo da parte del terapista e possono essere salvati in un file per un'analisi successiva.
I moduli di valutazione permettono la misurazione della forza di torsione isometrica nel ginocchio e nelle anche, nonché la misurazione dell'escursione del movimento nel ginocchio e nell'anca e la misurazione della rigidità meccanica di ogni articolazione.

Laboratorio sperimentale di immunoreumatologia diretto dal Prof. Capsoni

Progetto: Ruolo dei peptidi melanocortinici nella modulazione della flogosi articolare

Il progetto si sviluppa nei seguenti punti:

• Valutazione delle attività biologiche del dimero, chiamato (CKPV)2,  ottenuto inserendo un legame Cys-Cys tra due unità di KPV,  in cellule principalmente coinvolte nei fenomeni infiammatori acuti(neutrofili) e cronici(monociti).
• Valutazione della capacità di modulazione esercitata da (CKPV)2 su alcuni aspetti funzionali che definiscono le proprietà flogistich delle cellule fagocitate quali:
• migrazione
• espressione molecole di membrana
• produzione di citochine
• attivazione metabolica
• produzione di radicali liberi dell’ossigeno

       c)    Valutazione dell’attività di (CKPV)2 su aspetti fenotipici e funzionali di condrociti umani

Tecniche utilizzate:

• Purificazione da sangue periferico di neutrofili e monoliti umani, ottenuti da soggetti sani, mediante gradienti di densità
• Chemiotassi
• Immunofluorescenza diretta
• Analisi citofluorimetrica
• Test Elisa
• Chemiluminescenza amplificata in condizioni resting e dopo stimolo con esteri del forbolo

Laboratorio di Colture cellulari e Biologia molecolare diretto dal Prof. Banfi:

Laboratorio di Biologia Molecolare

Progetto: Studio sulle differenze nel polimorfismo del gene dell'interleuchina 1-beta e nei paramentri ematologici e biochimici tra atleti di elevato livello e soggetti sedentari

Sia ad atleti di elevato livello che a soggetti sedentari verrà prelevato un campione di sangue venoso periferico

Il progetto consiste nella valutazione del polimorfismo -511 C/T del gene IL1B

Tecniche di biologia molecolare:

• Estrazione DNA da sangue periferico mediante digestione proteinasi K e successiva estrazione mediante etanolo
• Amplificazione mediante PCR
• Analisi dei parametri biochimici mediante analizzatori automatici

Laboratorio di Colture Cellulari

Progetto: I caseinofosfopeptidi (CPP): ruolo nell'assorbimmento intestinale e nell'utilizzo periferico del calcio e possibile impiego come nutraceutici, o alimenti funzionali, idonei a favorire la biodisponibilità di Calcio.

Il progetto si sviluppa nei seguenti punti:

• Definizione del grado di differenziamento morfologico delle cellule HT-29 e CaCo2
• Valutazione della capacità di assunzione del Ca 2+ da parte delle cellule HT-29 e CaCo2 in risposta CPP dipenda dallo stato di differenziamento delle cellule
• Valutare se l’assunzione de Ca 2+ extracellulare avviene per assorbimento attivo e/o per assorbimento passivo
• Definizione del meccanismo molecolare dell’azione
• Definire se l’azione calcio assorbente delle cellule di tipo enterocitico promossa dai CPP sia ancorata alla capacità dei CPP di aggregarsi in complessi simil-micellari contenenti calcio

Tecniche di biologia molecolare e cellulare

• Colture cellulari di linee di adenocarcinoma del colon
• Dosaggio attività specifica enzima fosfatasi alcalina
• Dosaggio attività specifica enzimi saccarasi
• Dosaggio delle proteine
• Valutazione delle attività proliferativa mediante misurazione incorporazione di bromodeossiuridina
• Videomicroscopia computerizzata
• Laser light scattering

Laboratorio di genetica molecolare diretto dalla Dott.sa Reali (Direttore scientifico Dott. Abrignani):

Progetto: Caratterizzazione di risposte immuni di tipo innato ed adattativo in pazienti sottoposti a terapia con agenti bloccanti il TNF

Il progetto si sviluppa nei seguenti punti:

a) Caratterizzazione fenotipica della popolazione linfocitaria del sangue venoso periferico da pazienti e donatori sani: analisi dei marker di  superficie delle diverse sottopopolazioni linfocitarie e marcatori di attivazione cellulare delle  cellule B e T .

b) Caratterizzazione di risposte  immuni di tipo adattativo mediate da linfociti T memoria.
-Attivazione policlonale 
-Attivazione di una risposta antigene specifica (Tetanus Toxoid e Influenza virus)

c)  Caratterizzazione della risposta immune mediata dai linfocitri B
- Attivazione policlonale  (anti-IgM)
- Attivazione antigene-specifica (S.Aureus)

d)  Caratterizzazione dell’attività delle cellule NK
- Lisi di un target tumorale
- Induzione della maturazione di cellule dendritiche

Una parte dello studio del laboratorio sarà condotto tramite  l’utilizzo di tecniche di imaging quali microscopia confocale sia su fissato che su campioni in vivo che permetta la localizzazione e funzionalità di proteine espresse da sottopopolazioni linfocitarie.

Tecniche utilizzate:

Tecniche di immunologia cellulare:

• Separazione di popolazioni linfocitarie da sangue periferico
• Analisi citofluorimetrica
• Test Elisa
• Colture cellulari.
• Sorting magnetico  di sottopolazioni linfocitarie
• Cytokine beads array

Tecniche di microscopia in fluorescenza:

• Wide-field
• Microscopia confocale
• Time-lapse

Registro ortopedico protesico lombardo (ROLP), diretto dal Prof. Mineo e Dott. Giacometti

Il primo passo per poter valutare in modo obiettivo i risultati di un determinato trattamento è la raccolta di una documentazione completa della casistica, registrando in modo prospettico la totalità dei casi trattati in un dato ambito (reparto, ospedale, regione, nazione), raccogliendo una quantità minima condivisa di informazioni per ciascun caso. A tal fine, con DRG della Lombardia n° VII/14255 del 15.09.2003, è stato istituito il ROLP (Registro Ortopedico Protesico Lombardo). A seguito di questa deliberazione il 2 dicembre 2003 è stata perfezionata la convenzione tra la Regione Lombardia – Direzione Generale Sanità, l’Università degli Studi di Milano – Dipartimento di Scienze Cliniche Luigi Sacco e l’Istituto Ortopedico R. Galeazzi di Milano, che nel 2006 ha ottenuto il riconoscimento ad IRCCS. Il ROLP ha quindi iniziato la sua attività a partire dal 2004 con sede presso l’Istituto Ortopedico Galeazzi, in via R. Galeazzi 4, Milano.
L’attività del ROLP ha lo scopo di registrare la totalità delle protesi d’anca impiantate in Lombardia, di seguirne la loro evoluzione nel tempo, di elaborare le curve di sopravvivenze delle protesi ed eseguire studi epidemiologici relativi alle patologie e agli interventi registrati. Tali attività consentono quindi di confrontare differenti impianti, al fine di valutarne l’efficacia e di paragonare i risultati ottenuti con uno stesso impianto da diverse unità operative, al fine di valutarne l’efficienza.
Sulla base di queste premesse e sui dati messi a disposizione dalla DG della sanità della Regione Lombardia si fonda l’attività del ROLP. I dati vengono periodicamente trasferiti al ROLP dalla DGS, così come sono stati inviati da tutte le strutture sanitarie della Regione che effettuano interventi di protesi d’anca.
L’attività del ROLP è seguita direttamente dal Direttore operativo, Dott. Luigi Zagra, chirurgo ortopedico dell’Istituto Galeazzi.
E’stato costituito un Comitato Scientifico composto dal Direttore operativo, dai responsabili scientifici (Prof. Roberto Giacometti Ceroni della I Divisione di Ortopedia e Traumatologia dell’Istituto Galeazzi e Prof. Giuseppe Mineo del Dipartimento di Scienze Cliniche Sacco – Istituto Galeazzi) e dall’Ing. Carlo Zocchetti (Direzione Generale sanità – Regione Lombardia).
Il progetto prevede un finanziamento da parte della Regione, mentre il Galeazzi partecipa con le proprie risorse umane e scientifiche (senza retribuzioni aggiuntive per i Professionisti medici coinvolti) e fornisce il supporto logistico, tecnico ed informatico. L’Università, infine, partecipa con le proprie risorse umane e scientifiche.
L’attività del ROLP nel triennio 2004-2006 è riportata in tre rapporti, del settembre 2005, del marzo e dell’ottobre 2006, disponibili sul sito della Sanità della Regione Lombardia.
L’intenzione del ROLP è di proseguire nella propria attività, incrementando, laddove necessario, il flusso informativo. All’interno del Comitato Scientifico si sono già identificate alcune informazioni aggiuntive da raccogliere (prima tra tutte causa di fallimento) necessarie per l’approfondimento del lavoro. In base ai dati raccolti saranno elaborate linee guida, che faranno parte di un prossimo rapporto e che saranno diffuse a tutti gli operatori.
Dal dicembre 2006 è stata estesa l’esperienza del registro anche alle protesi di ginocchio, come già avviene nei registri delle altre nazioni ed anche in altre regioni italiane come l’Emilia Romagna, dato il numero sempre crescente di questi impianti.