• Tessuti muscolari artificiali
• Stimolatore elettromeccanico
• Stimolazione elettrica
• Ampiezza
• Frequenza
• Onde bilanciate
• Stimolazione meccanica
• Controllo in posizione
• Profilo triangolare
• Profilo semisinusoidale
• Circuito inversione di polarità
• Filtri EMI
• Artificial muscle tissues
• Electromechanical stimulator
• Electrical stimulation
• Amplitude
• Frequency
• Balanced waveforms
• Mechanical stimulation
• Position control
• Triangular profile
• Semisinusoidal profile
• Polarity inversion circuit
• EMI filters

L’approccio perseguito in MIO-PRO ha il potenziale di realizzare una nuova generazione di RPNIs (Regenerative Peripheral Nerve Interfaces), eliminando l’invasività di utilizzare tessuti autologhi del paziente, ma mantenendo comunque un approccio paziente-specifico grazie all’utilizzo delle cellule staminali. Per realizzare tessuti artificiali è necessario sottoporre le cellule a stimoli biofisici ccelerare il processo di proliferazione e differenziazione. Ad oggi manca una conoscenza dettagliata dal punto di vista scientifico su quale sia la combinazione di stimoli ottimali per la generazione di tessuti muscolari artificiali. Il contributo che apporta questo elaborato all'interno del progetto MIO-PRO riguarda 3 punti principali: 1)ottimizzazione e sviluppo software di controllo di uno stimolatore elettromeccanico. 2)Realizzare un interfaccia basata sul funzionamento di hardware commercialiper la stimolazione sia elettrica che meccanica. 3)Sviluppare un nuovo modulo hardware della motherboard attuale. Per la stimolazione elttrica sono state programmate diverse forme d'onda modulabili in ampiezza e frequenza e sono state realizzate forme d'onda bilanciate. Per la stimolazione meccanica tramite il controllo in posizione sono stati realizzati due profili di stimolazione (triangolare e semisinusoidale) modulabili in ampiezza e frequenza al fine di ottenere il giusto strain da applicare al costrutto. Il tutto è stato implementato in un'unica interfaccia grafica che permette il settaggio dei parametri in maniera semplice ed efficace. I risultati hanno mostrato che sia per la stimolazione elettrica sia per quella meccanica le forme d'onda ed i profili implementati rispettano i parametri imposti dall'utente con una precisione accettabile. Infine è stata realizzata una nuova motherboard che include dei circuiti di sicurezza elettrica e filtri EMI per abbattere le emissioni elettromagnetiche.

The goal of MIO-PRO project has the potential to realize a new generation of RPNIs (Regenerative Peripheral Nerve Interfaces), eliminating the invasiveness of using the patient's autologous tissues while still maintaining a patient-specific approach through the use of stem cells. To create artificial tissues, it is necessary to subject the cells to biophysical stimuli to accelerate the process of proliferation and differentiation. Nowdays there is a lack of detailed scientific knowledge regarding the optimal combination of stimuli for the generation of artificial muscle tissues. The contribution that this thesis brings to the MIO-PRO project relates to three main points:1) optimization and software development for the control of an electromechanical stimulator, 2) creating an interface based on commercial hardware for both electrical and mechanical stimulation, 3) developing a new hardware module for the current motherboard. For electrical stimulation, various modifiable amplitude and frequency waveforms have been programmed, and balanced waveforms have been created. For mechanical stimulation through position control, two stimulation profiles (triangular and semisinusoidal) that can be modulated in amplitude and frequency to achieve the appropriate strain on the construct have been implemented. All of this has been implemented in a single graphical interface that allows for the easy and effective parameter setting. The results have shown that both for electrical and mechanical stimulation, the implemented waveforms and profiles meet the user-set parameters with acceptable precision. Finally, a new motherboard has been developed that includes electrical safety circuits and EMI filters to reduce electromagnetic emissions.