Formazione
- 21.12.2018 PhD (cum laude) in Chimica Industriale e Ignegneria Chimica
Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta", Politecnico di Milano
PhD Supervisor Prof. Davide Moscatelli
Titolo della tesi: “Biodegradable Thermo-Responsive Polymers for Drug Delivery and Tissue Engineering”
- 28.07.2015 Laurea magistrale in Ingegneria Chimica (110/110 cum laude)
Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta", Politecnico di Milano
Tesi di laurea: “Sintesi e caratterizzazione di una nuova classe di polimeri thermoresponsive a base di PEG per applicazioni biomediche”
- 22.07.2013 Laurea triennale in Ingegneria Chimica (110/110 cum laude)
Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta", Politecnico di Milano
Posizioni Attuali
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2023 – Oggi Ricercatore TD Senior (RTDB)
Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta", Politecnico di Milano
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2021 – Oggi Abilitazione Nazionale Scientifica alle funzioni di Professore di II fascia per il settore concorsuale 09/D2 Sistemi, Metodi e Tecnologie Dell'ingegneria Chimica e Di Processo ottenuta dal Ministero dell’Università e della Ricerca
Posizioni Precedenti
- 2020 – 2023 Ricercatore TD Junior (RTDA)
Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta", Politecnico di Milano
- 2022 Editore del Volume 59 “Process Intensification in the Manufacturing of Biotherapeutics” della collana Advances in Chemical Engineering pubblicata da Elsevier. https://www.sciencedirect.com/bookseries/advances-in-chemical-engineering/vol/59/issue/1
- 2020 Editore del Volume 56 “Advances in Polymer Reaction Engineering” della collana Advances in Chemical Engineering pubblicata da Elsevier. https://www.sciencedirect.com/bookseries/advances-in-chemical-engineering/vol/56/issue/1
- 2019 Post-doc
Department of Chemistry and Applied Biosciences, ETH Zurich
Supervisor: Prof. Massimo Morbidelli
Argomento: Purificazione di anticorpi monoclonali mediante cromatografia continua in controcorrente
- 2018 – 2019 Assegnista di Ricerca
Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta", Politecnico di Milano
Argomento: Sintesi di materiali termo-rispondenti come materiali di supporto per il controllo della differenziazione di cellule staminali umane pluripotenti (hPSC)
- 2017 Studenti in Visita
Dainton Building, Department of Chemistry, University of Sheffield, UK
Supervisor: Prof. Steven P. Armes
Argomento: Sintesi e caratterizzazione di gel termo-rispondenti per supporto cellulare
- 2015 Tirocinio
Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta", Politecnico di Milano
Attività di Ricerca
La ricerca di Mattia Sponchioni si concentra sullo sviluppo di processi continui e integrati per la produzione di biofarmaci e sulla sintesi di materiali polimerici avanzati per applicazioni biomediche.
Con riferimento al primo argomento di ricerca, Mattia opera nella conversione delle tradizionali operazioni unitarie discontinue per la produzione di prodotti biofarmaceutici in continue, integrandole in un processo end-to-end attraverso l'ausilio di strumenti digitali. Per quanto riguarda la sintesi, il gruppo di ricerca è particolarmente attivo nello sviluppo di processi continui a perfusione su scala di laboratorio per la produzione di microRNA. Qui è stato sviluppato uno strumento analitico di processo basato sulla spettroscopia Raman in situ per fornire informazioni quantitative sull'evoluzione della coltura cellulare in tempo reale, inclusa la densità di cellule nel reattore, la concentrazione di metaboliti e quella del prodotto di interesse. Sulla base di tali informazioni, una logica di controllo predittivo interviene sulle principali variabili di processo per tenere gli output desiderati al valore di set point. Allo stesso tempo, per quanto riguarda la sezione di downstream, Mattia Sponchioni opera nello sviluppo di operazioni cromatografiche in controcorrente e multicolonna sia per la cattura (primo stadio della sezione di downstream) che per la purificazione finale (polishing) di prodotti biofarmaceutici. Sono in atto collaborazioni con importanti aziende biotecnologiche per lo sviluppo della purificazione con gradiente di solvente in controcorrente e multicolonna (MCSGP) di nuove modalità terapeutiche come oligonucleotidi (in collaborazione con YMC Co. LTD) e vettori virali adeno-associati (in collaborazione con Merck KGaA).
Mattia Sponchioni è anche attivo nello sviluppo di nuovi materiali polimerici, combinando attività sperimentale e modellistica. Un'importante area di ricerca coperta da Mattia è lo sviluppo di nanoparticelle polimeriche termo-responsive per un rilascio controllato e indotto dalla temperatura di principi attivi dopo somministrazione parenterale. I materiali polimerici sviluppati nel gruppo vengono studiati anche come inchiostri promettenti da utilizzare nelle applicazioni di biostampa 3D, dove le cellule vengono depositate secondo la geometria 3D desiderata mentre il materiale polimerico fornisce supporto e un ambiente adatto affinché le cellule crescano e proliferino. In particolare, Mattia Sponchioni è PI di un finanziamento della Fondazione Cariplo per lo sviluppo di organoidi corticali vascolarizzati biostampati in 3D come modello affidabile per studiare la progressione delle malattie neurodegenerative, in collaborazione con Humanitas University.
Pubblicazioni Selezionate
- K. Kim, A.A. Bham, J. Angelo, X. Xu, S. Ghose, M. Morbidelli, M. Sponchioni, “Role of the gradient slope during the product internal recycling for the multicolumn countercurrent solvent gradient purification of PEGylated proteins”, Journal of Chromatography A, 1692, 2023, Article no. 463868, doi: 10.1016/j.chroma.2023.463868.
- K. Kim, B. Sechi, J.J. Romero Conde, J. Angelo, X. Xu, S. Ghose, M. Morbidelli, M. Sponchioni*, “Design and economic investigation of a Multicolumn Countercurrent Solvent Gradient Purification unit for the separation of an industrially relevant PEGylated protein”, Journal of Chromatography A, 1681, 2022, Article no. 463487, doi: 10.1016/j.chroma.2022.463487.
- Fioretti, T. Müller-Späth, R. Weldon, S. Vogg, M. Morbidelli, M. Sponchioni, “Continuous countercurrent chromatographic twin-column purification of oligonucleotides: The role of the displacement effect”, Biotechnology and Bioengineering, 119 (7), 2022, pp. 1861-1872, doi: 10.1002/bit.28093.
- K. Kim, C. Botti, J. Angelo, X. Xu, S. Ghose, Z.J. Li, M. Morbidelli, M. Sponchioni, “Experimental Design of the Multicolumn Countercurrent Solvent Gradient Purification (MCSGP) Unit for the Separation of PEGylated Proteins”, Industrial and Engineering Chemistry Research, 60 (29), 2021, pp. 10764–10776, doi: 10.1021/acs.iecr.1c01345.
- Shi, S. Vogg, D.Q. Lin, M. Sponchioni, M. Morbidelli, “Analysis and Optimal Design of Batch and Two-Column Continuous Chromatographic Frontal Processes for Monoclonal Antibody Purification”, Biotechnology & Bioengineering, 118, 2021, pp. 3420– 3434, doi: 10.1002/bit.27763.
- M.G. Alcantara, M. Sponchioni, “Chapter 1: Evolution and Design of Continuous Bioreactors for the Production of Biological Products”, in Advances in Chemical Engineering, Vol. 59, 2022, Elsevier, pp. 1-26, doi: 10.1016/bs.ache.2022.03.001.
- Fioretti, T.K. Kim, M. Sponchioni, “Chapter 2: Continuous Countercurrent Chromatography for the Downstream Processing of Bioproducts: A Focus on Flow-Through Technologies”, in Advances in Chemical Engineering, Vol. 59, 2022, Elsevier, pp. 27-67, doi: 10.1016/bs.ache.2022.03.002.
- Sponchioni, C.T. O’Brien, C. Borchers, E. Wang, M.N. Rivolta, N.J.W. Penfold, I. Canton ad S.P. Armes, “Probing the Mechanism for Hydrogel-Based Stasis Induction in Human Pluripotent Stem Cells: Is the Chemical Functionality of the Hydrogel Important?”, Chemical Science, 11 (1), 2020, pp. 232-240, doi: 10.1039/c9sc04734d.
- Sponchioni, P. Rodrigues Bassam, P. Arosio, D. Moscatelli and U. Capasso Palmiero, “Biodegradable Zwitterionic Nanoparticles with Tunable UCST-type Phase Separation under Physiological Conditions”, Nanoscale, 11 (35), 2019, pp. 16582-16591, doi: 10.1039/c9nr04311j.
- Sponchioni, U. Capasso Palmiero, D. Moscatelli, “Thermo-Responsive Polymers: Applications of Smart Materials in Drug Delivery and Tissue Engineering”, Materials Science and Engineering C, 102, 2019, pp. 589-605, doi: 10.1016/j.msec.2019.04.069.
