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Obiettivi
Il corso è incentrato sulle tecniche per lo studio in laboratorio di problemi di biofluidodinamica di interesse per la fisiopatologia cardiovascolare, la chirurgia e i dispositivi biomedici.
Nelle lezioni si esaminano i metodi per riprodurre in laboratorio condizioni fluidodinamiche di interesse biomedico, gli strumenti e le tecniche di misura, le procedure di elaborazione dei dati sperimentali. Durante le attività di laboratorio questi temi vengono applicati a casi pratici, affrontati mediante la stesura dei protocolli di prova, la scelta o la realizzazione degli apparati sperimentali, l'esecuzione dei test, l'analisi dei dati e la stesura dei report.
Programma delle lezioni
Criteri di progetto di esperimenti di biofluidodinamica. Richiami sugli aspetti salienti della fluidodinamica nel sistema cardiovascolare. Criteri generali per riprodurre in vitro condizioni biofluidodinamiche di interesse. I modelli e il loro utilizzo nel progetto sperimentale. Modelli idraulici a parametri concentrati. Similitudine idraulica.
Strumentazione di misura e di attuazione. Strumenti e metodi per la misura e l'acquisizione di grandezze fluidodinamiche caratteristiche del sistema cardiocircolatorio. Problematiche di misura e loro implicazioni pratiche. Sistemi pompanti stazionari e pulsatili da laboratorio.
Protocolli di laboratorio per sperimentazioni di biofluidodinamica in vitro. Criteri per la stesura di un protocollo sperimentale. Scelta della strumentazione. Cenni alle problematiche relative al trattamento dei fluidi biologici e del sangue. Fluidi di lavoro alternativi al sangue. Metodi per il progetto e la realizzazione di circuiti idraulici di simulazione. Progettazione sperimentale in similitudine idraulica.
Elaborazione e analisi dei dati. Procedure di analisi dei risultati sperimentali. Modelli interpretativi. Estrazione di indici sintetici a partire dai dati sperimentali grezzi. Indicazioni sulla stesura di report tecnico-scientifici relativi ad attività sperimentali.
Attività di laboratorio
Svolgimento di attività pratiche a squadre, consistenti nello studio sperimentale di casi emblematici scelti in diversi ambiti di interesse per la biofluidodinamica.
Schema delle attività:
- Analisi e discussione del caso proposto: impostazione ragionata del problema e individuazione dei quesiti bioingegneristicamente significativi;
- Progetto dell'esperimento: individuazione delle caratteristiche fluidodinamiche di interesse e analisi critica della letteratura; stesura dei protocolli di prova; scelta della strumentazione; progetto ed eventuale realizzazione pratica del set-up sperimentale;
- Esecuzione degli esperimenti in laboratorio;
- Discussione dei risultati ottenuti; elaborazione e interpretazione dei dati sperimentali; estrazione di indici sintetici dai dati;
- Stesura di una relazione sull'attività sperimentale svolta; presentazione collegiale da parte della squadra.
Risultati di apprendimento attesi
L'obbiettivo formativo è che lo studente si impadronisca dei criteri per riprodurre in laboratorio problemi di fluidodinamica di interesse biomedico, fino ad essere in grado di applicare in autonomia tali criteri a casi pratici anche assai differenti da quelli affrontati nelle lezioni e/o nelle esercitazioni pratiche di laboratorio.
Prerequisiti
È consigliata la precedenza del corso di Fenomeni di trasporto nei sistemi biologici.
L'accesso al corso è a numero limitato. La procedura obbligatoria di richiesta accesso si trova qui http://www.ccsbio.polimi.it/?page_id=27
Laboratory of Biofluid Dynamics
The course deals with the laboratory techniques for the analysis of biofluid-dynamic problems related to cardiovascular physiopathology, surgery and biomedical devices. Lectures: -design criteria for biofluid-dynamic experiments; measurement of hydrodynamic and rheologic quantities; -lab pumping systems; -methods for the development of hydraulic mock loops. Laboratory: lab activities consist in tackling practical cases, chosen among different fields of interest for biofluid dynamics: -analysis and discussion of the proposed case; -experimental design (literature analysis, setting-up of the experimental equipment, protocol drafting); -carrying out of the experimental campaign; discussion and reporting.
It should be noted that this is a limited number access course. The mandatory procedure for access request is here http://www.ccsbio.polimi.it/?page_id=27
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