### 1. Contesto e Razionale Clinico
L'epilessia affligge circa 50 milioni di persone in tutto il mondo. Di questi, il 30% soffre di forme farmaco-resistenti che impattano gravemente sulla qualità della vita e aumentano il rischio di mortalità, specialmente a causa dello status epilepticus (crisi prolungate) e dei seizure clusters (crisi ricorrenti senza recupero). In questi contesti, la priorità clinica è la rapidità di intervento. CLUSTREL affronta questa sfida fornendo un rilascio farmacologico immediato e preciso all'esordio della crisi, mirando alla soppressione rapida delle convulsioni e alla prevenzione di danni neurologici permanenti.
### 2. Innovazione Tecnologica: Il Ruolo del Grafene
Il nucleo tecnologico di CLUSTREL è basato sul grafene, un nanomateriale bidimensionale con proprietà elettroniche e chimiche eccezionali. Il sistema utilizza il grafene sia come vettore che come piattaforma elettro-responsiva per il rilascio di farmaci rescue (benzodiazepine come midazolam, diazepam o lorazepam).
* **Meccanismo**: I farmaci sono caricati sulla superficie del grafene tramite legami non covalenti deboli (interazioni $\pi-\pi$).
* **Attivazione**: Uno stimolo elettrico ultraleggero (~+1.2 V) interrompe selettivamente questi legami, liberando la molecola attiva.
* **Eredità Scientifica**: La tecnologia evolve dai risultati del progetto IN-FET, passando da applicazioni a contatto cerebrale diretto a una via di somministrazione mucosale non invasiva.
### 3. Design del Dispositivo e Funzionamento
CLUSTREL è un dispositivo smart composto da un'unità di controllo microelettronica e un serbatoio contenente il complesso grafene-farmaco.
* **Integrazione**: Il dispositivo è progettato come un inserto dentale (simile a un bite) posizionato sulla dentatura posteriore.
* **Erogazione**: All'attivazione, una reazione elettrochimica indebolisce i legami molecolari e genera una micro-pressione che spinge la soluzione verso la mucosa orale.
* **Sicurezza**: Un filtro selettivo trattiene le particelle di grafene all'interno del serbatoio, permettendo solo al farmaco libero di essere assorbito. Questo elimina il rischio di esposizione sistemica ai nanomateriali.
* **Performance**: Il sistema è in grado di erogare la dose terapeutica (0.5-2 mg) entro 2 minuti dall'attivazione.
### 4. Obiettivi e Roadmap Strategica (TRL 4 -> 6)
Il progetto mira a trasformare un proof-of-concept di laboratorio in un prototipo pronto per la sperimentazione clinica umana.
* **Sviluppo**: Ottimizzazione della stabilità colloidale del complesso (target >95% a 12 mesi) e della permeabilità mucosa ($P_{app} \ge 1 imes 10^{-6} cm/s$).
* **Validazione**: Test in vitro su modelli di barriera emato-encefalica e studi in vivo su roditori e minipigs per confermare farmacocinetica e biodisponibilità.
* **Automazione**: Evoluzione da un dispositivo a attivazione manuale a un sistema closed-loop attivato automaticamente da sensori EEG indossabili per il rilevamento delle crisi in tempo reale.
* **Business**: Creazione di una spin-off accademica entro il primo anno di progetto (M12) per gestire la proprietà intellettuale e le licenze.
### 5. Impatto Socio-Economico
CLUSTREL si posiziona come un cambiamento di paradigma nella gestione delle emergenze epilettiche:
* **Autonomia**: Riduce la dipendenza dal caregiver e la necessità di somministrazioni invasive (rettali o endovenose).
* **Sostenibilità**: Prevenendo l'escalation delle crisi, il sistema riduce i ricoveri d'urgenza e i costi sanitari, stimati tra €2.000 e €6.000 per singolo episodio.
* **Mercato**: Si inserisce nel mercato globale dei trattamenti per i seizure clusters, valutato oltre 3 miliardi di dollari, con un modello di ricavi basato sulla vendita del dispositivo e delle ricariche farmacologiche.