• Blended Learning & Flipped Classroom

L'insegnamento 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.

L'insegnamento sarà parzialmente erogato in modalità di didattica innovativa.

Come risultato dello studio delle tematiche trattate nelle lezioni, ci si aspetta che lo studente:

. maturi una buona conoscenza dei criteri per progettare un'attività sperimentale, specificatamente nel campo della biofluidodinamica (DD1); 

. apprenda la natura degli strumenti sperimentali, le tecniche per il loro utilizzo, la logica con cui elaborare i dati sperimentali grezzi (DD1).

A seguito dello svolgimento del progetto sperimentale a squadre, ci si attende che lo studente:

. apprenda ad impostare in autonomia una campagna sperimentale nel campo della biofluidodinamica (DD2);

. impari a porsi obbiettivi motivati e fattibili, sviluppi senso critico nelle scelte, riconosca i limiti degli approcci utilizzati ai fini della progettazione sperimentale (DD3);

. acquisisca o sappia migliorare la proprietà di linguaggio bioingegneristico (DD4).

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.

L'insegnamento prevede che la maggior parte del tempo-studente sia speso per lo svolgimento di attività pratiche in laboratorio.

L'insegnamento sarà parzialmente erogato in modalità 'flipped classroom'.

L'accesso all'insegnamento è a numero limitato. La procedura obbligatoria di richiesta accesso si trova qui http://www.ccsbio.polimi.it/?page_id=27

È consigliata la conoscenza pregressa delle tematiche trattate nell'insegnamento di Fenomeni di trasporto nei sistemi biologici. 

La valutazione avviene mediante esame orale individuale.

La relazione scritta prodotta dallo studente durante le attività di laboratorio (in collaborazione con la sua squadra) è oggetto del colloquio orale, ma non è pregiudiziale ai fini della valutazione.

Lo studente dovrà, in sede di esame:

. dimostrare di conoscere i criteri per progettare un'attività sperimentale in biofluidodinamica;

. dimostrare di conoscere strumenti e tecniche sperimentali e per l'elaborazione dei dati;

. saper impostare in autonomia una campagna sperimentale biofluidodinamica su un nuovo tema proposto dal docente;

. mostrare senso critico nella scelta degli obbiettivi e delle metodologie, riconoscendone i vantaggi e i limiti;

. trattare verbalmente il tema sperimentale con chiarezza e proprietà di linguaggio bioingegneristico.