TECNOLOGIE BIOMEDICHE PER LA DIAGNOSI E IL TRATTAMENTO ONCOLOGICO: DISPOSITIVI, INNOVAZIONE E PROSPETTIVE CLINICHE

The fight against cancer is one of the most complex and significant challenges facing modern medicine. This thesis explores the evolution of biomedical technologies applied to oncology, analyzing the devices currently used for diagnosis and treatment, as well as the prospects offered by emerging innovations. After reviewing the cellular and molecular mechanisms of tumor growth and the evolution of traditional cancer therapies, the thesis analyzes the main diagnostic technologies, such as image-guided surgery, and therapeutic technologies, such as intraoperative radiotherapy, irreversible electroporation, and tumor treating fields. Subsequently, ample space is given to emerging technologies: photoacoustic imaging, nanotechnologies, microfluidics, and artificial intelligence, highlighting their potential in early diagnosis, personalized monitoring, and precision cancer surgery. The sources analyzed show how these innovations are rapidly evolving from experimental tools to clinically approved solutions, while encountering obstacles to large-scale adoption related to regulations, costs, and integration into treatment pathways. The paper concludes with a reflection on regulatory review in the field of cancer surgery and therapies and on the future prospects for clinical integration. The work aims to provide an up-to-date, multidisciplinary overview of the engineering frontiers in the fight against cancer, offering ideas for future developments and clinical applications.

La lotta contro il cancro rappresenta una delle sfide più complesse e rilevanti della medicina moderna. Questa tesi esplora l’evoluzione delle tecnologie biomediche applicate all’oncologia, analizzando i dispositivi attualmente impiegati per la diagnosi e il trattamento, nonché le prospettive offerte dalle innovazioni emergenti. Dopo una revisione dei meccanismi cellulari e molecolari della crescita tumorale e dell’evoluzione delle terapie oncologiche tradizionali, si analizzano le principali tecnologie diagnostiche, come la chirurgia guidata dalle immagini, e terapeutiche, come la radioterapia intraoperatoria, l’elettroporazione irreversibile e la terapia a campi elettrici alternati. Successivamente, viene dato ampio spazio alle tecnologie emergenti: imaging fotoacustico, nanotecnologie, microfluidica e intelligenza artificiale, evidenziandone il potenziale nell’ambito della diagnostica precoce, del monitoraggio personalizzato e della chirurgia oncologica di precisione. Le fonti analizzate mostrano come tali innovazioni stiano rapidamente evolvendo da strumenti sperimentali a soluzioni clinicamente approvate, pur incontrando ostacoli nell’adozione su larga scala, legati a normative, costi e integrazione nei percorsi terapeutici. L’elaborato si conclude con una riflessione sulla revisione normativa nel settore della chirurgia e delle terapie oncologiche e sulle prospettive future dell’integrazione clinica. Il lavoro si propone di fornire una panoramica aggiornata e multidisciplinare delle frontiere ingegneristiche nella lotta contro il cancro, offrendo spunti per futuri sviluppi e applicazioni cliniche.