Design e sviluppo di un dispositivo per l'elettroformazione di vescicole giganti usate come membrane modello.

The structural and functional complexity of cell membranes makes their direct study challenging, prompting the development of simplified biomimetic systems known as model membranes. Among these, giant unilamellar vesicles (GUVs) are widely used for the biophysical characterization of membranes, as they closely reproduce the size and architecture of biological ones. Electroformation is one of the most effective and commonly adopted methods for producing GUVs; however, it requires a dedicated experimental setup that is often poorly detailed in the literature and difficult to reproduce. Furthermore, commercially available devices are typically expensive, limiting their use in smaller or resource-constrained laboratories. This work presents the design and development of a low-cost, practical, and easily replicable device for the electroformation of GUVs, entirely fabricated through 3D printing. Experimental tests demonstrated that the device can successfully generate GUVs with properties comparable to those obtained using conventional setups, confirming its reliability as an affordable alternative and promoting a more open and sustainable approach to scientific research.

A causa dell’elevata complessità strutturale e funzionale delle membrane cellulari, il loro studio richiede l’impiego di membrane modello, ossia sistemi biomimetici semplificati che ne permettono un’analisi mirata e controllata. Tra questi, le vescicole giganti unilamellari (GUVs) rappresentano un riferimento per la caratterizzazione biofisica delle membrane, poiché simili per dimensioni e struttura. Tra i diversi metodi di produzione delle GUVs, l’elettroformazione è il più efficace e diffuso, ma necessita di un set-up sperimentale adeguato, spesso descritto in modo incompleto in letteratura e di difficile riproduzione. Inoltre, i dispositivi commerciali disponibili presentano costi elevati, limitandone l’accessibilità a laboratori con risorse finanziarie limitate. Il presente lavoro di Tesi ha come obiettivo la progettazione e realizzazione di un dispositivo per l’elettroformazione delle GUVs economico, pratico e facilmente replicabile, interamente realizzato mediante stampa 3D. I test sperimentali hanno confermato la capacità del dispositivo di generare GUVs con caratteristiche comparabili a quelle ottenute tramite set-up tradizionali, dimostrandone la validità come alternativa economica a strumentazione più costosa; con la speranza che soluzioni di questo tipo possano promuovere un approccio più aperto ed accessibile alla ricerca scientifica.