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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2021/2022
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 098454 - STRUTTURE BIOARTIFICIALI E BIOMIMETICHE
Docente Fare' Silvia
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (471) BIOMEDICAL ENGINEERING - INGEGNERIA BIOMEDICA*AZZZZ098454 - STRUTTURE BIOARTIFICIALI E BIOMIMETICHE

Obiettivi dell'insegnamento

L’insegnamento si propone di fornire allo studente gli strumenti necessari per approfondire le conoscenze al fine di comprendere le tipologie di approcci e le problematiche relative alla realizzazione di strutture adatte alla sostituzione e alla rigenerazione di tessuti del corpo umano nell'ambito della Medicina Rigenerativa e dell'Ingegneria dei Tessuti, insieme all'impiego delle stesse strutture per la realizzazione di modelli in vitro per lo studio di tessuti sani e/o patologici.

Lo studente riceverà, inoltre, conoscenze riguardo alle tecniche avanzate di additive manufacturing, di modifica superficiale, di caratterizzazione, acquisendo gli strumenti opportuni necessari allo sviluppo di strutture per la rigenerazione di tessuti, per lo sviluppo di modelli in vitro e per sistemi di rilascio di farmaci e/o cellule.


Risultati di apprendimento attesi

A seguito del superamento dell’esame lo studente:

  • conoscerà i materiali polimerici che vengono impiegati in ambito della medicina rigenerativa e dell’ingegneria dei tessuti; in particolare, apprenderà le caratteristiche che li rendono adeguati per applicazioni in questo ambito ed i metodi per la loro caratterizzazione (DD1);
  • conoscerà le principali tecniche di modifica superficiale di tipo chimico-fisica e meccanica, con particolare riguardo a metodi di microstrutturazione mediante tecniche soft-litografiche (DD1);
  • conoscerà le tecniche necessarie per ottenere strutture adeguate per applicazioni nell’ambito della medicina rigenerativa attualmente maggiormente riportate nella letteratura scientifica, con particolare riguardo alla tecniche di additive manufacturing (DD1);
  • sarà in grado di applicare tutte le informazioni acquisite per la risoluzione di problematiche nell’ambito della rigenerazione tessutale, rilascio di farmaci e cellule e modelli in vitro che mimino strutture biologiche sane e patologiche (DD2);
  • sarà in grado di affrontare ulteriori approfondimenti (ad es. in altri insegnamenti o corsi) nel campo della medicina rigenerativa.(DD2,DD3)

 


Argomenti trattati

Materiali in medicina rigenerativa e ingegneria dei tessuti.  Polimeri naturali: esempi e loro impiego come biomateriali (principali materiali: fibroina della seta, alginato, chitosano, gelatina, acido ialuronico).  Idrogeli intelligenti (stimuli-responsive). Metodi di analisi di superficie: descrizione dei principali metodi per la caratterizzazione delle superficie (angolo di contatto, analisi profilometrica, tecniche spettroscopiche, tecniche di microscopia). Tecniche di fabbricazione di tipo tradizionale e avanzato (additive manufacturing), elettrospinning per l'ottenimento di strutture 2D e 3D. Metodi di modifica chimica e fisica delle superfici a scopo biomimetico e/o biointegrativo. Tecniche di micro e nanostrutturazione superficiale. Approcci in medicina rigenerativa: veicolazione di farmaci, biomolecole e cellule; sistemi iniettabili, micro e nanosfere; Cell Sheet Engineering. Esempi applicativi nell’ingegneria dei tessuti: tessuto muscolare, tessuto osseo, vasi ematici, tessuti molli (cartilagine, menisco, tessuto adiposo).

Vengono svolti seminari tenuti da esperti e esponenti del mondo della ricerca per approfondire alcune tematiche affrontate dal docente durante le lezioni.

Le esercitazioni, svolte in gruppo, vertono sull’applicazione delle conoscenze chiave dell’insegnamento, e vengono svolte durante tutta la durata del corso. In particolare, le esercitazioni vertono sull’approfondimento di argomenti trattati a lezione. Durante le esercitazioni, gli studenti sono chiamati a rispondere a domande ed esercizi concernenti gli argomenti specifici del corso.

Le attività progettuali prevedono il raggiungimento di un obiettivo assegnato dal docente e prevede, in parte, lo sviluppo autonomo degli studenti organizzati in gruppi.

Le attività svolte durante le esercitazioni sono valutate e premettono di acquisire un punteggio che viene sommato alla valutazione della prova d’esame.

Le attività di laboratorio progettuale sono parte integrante della valutazione dello studente come descritto nelle modalità di valutazione.


Prerequisiti

Bioingegneria Chimica, Corso erogato nell’ambito della Laurea in Ingegneria Biomedica. In alternativa, un corso di base di scienza dei materiali e conoscenze base di biocompatibilità.


Modalità di valutazione

L’esame consiste in una attività di laboratrio progettuale, svolta durante il semestre, che verrà discussa e valutata con un punteggio massimo di 5 punti e da una prova scritta, della durata di 60-75 minuti, sull'intero programma dell’insegnamento, nella quale viene chiesto allo studente di rispondere a domande a risposta aperta su concetti fondamentali trattati durante il corso, utilizzando il formalismo e la terminologia appropriati. In particolare, l’esame verte sugli argomenti trattati dal docente durante le lezioni, le esercitazioni e da docenti invitati a tenere seminari didattici di approfondimento. Inoltre, durante l’esame il docente potrà chiedere di approfondire aspetti o applicazioni specifiche dei concetti esposti, discutendoli ed elaborandoli anche per problematiche affini a quanto appreso. Se , lo studente può chiedere di sostenere una prova orale con un punteggio di +/- 2 punti sul punteggio ottenuto.

L'esame può essere superato se l’esito risulta sufficiente. La prova (comprensiva della valutazione dell'attività di laboratorio progettuale) risulta con esito positivo se il punteggio ottenuto risulta uguale o maggiore di 18. È necessario che lo studente sia in grado di conoscere, discutere e mostrare di avere compreso gli aspetti fondamentali dell’insegnamento, con adeguata chiarezza espositiva, utilizzando il formalismo e la terminologia appropriati, sapendo esporre/descrivere le informazioni necessarie. Sebbene l'esame non consista nella risoluzione di esercizi, ma soprattutto nella discussione di argomenti e concetti, durante l’esame il docente potrà chiedere di affrontare casi specifici, della stessa tipologia di quelli svolti a lezione o esercitazione.


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaSlides delle lezioni https://beep.metid.polimi.it
Risorsa bibliografica facoltativaBuddy D. Ratner, Allan S. Hoffman, Frederick J. Schoen and Jack E. Lemons, Biomaterials Science (Third Edition) An Introduction to Materials in Medicine , Editore: Elsevier, Anno edizione: 2013, ISBN: 978-0-12-374626-9
Note:

Il libro e' presente tra gli e-book della biblioteca del Politecnico

Risorsa bibliografica facoltativaArticoli vari su riviste
Risorsa bibliografica obbligatoriaMaria Cristina Tanzi, Silvia Farè, Gabriele Candiani, Foundations of Biomaterials Engineering 1st Edition, Editore: Academic Press

Software utilizzato
Nessun software richiesto

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
30:00
50:00
Esercitazione
8:00
10:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
7:00
20:00
Totale 45:00 80:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.9 / 1.6.9
Area Servizi ICT
30/11/2021