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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2021/2022
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 054287 - BIOINGEGNERIA CHIMICA [C.I.]
  • 054285 - BIOINGEGNERIA CHIMICA [1]
Docente Fare' Silvia
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Modulo Di Corso Strutturato
Didattica innovativa L'insegnamento prevede  0.5  CFU erogati con Didattica Innovativa come segue:
  • Blended Learning & Flipped Classroom

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (363) INGEGNERIA BIOMEDICA*AE054287 - BIOINGEGNERIA CHIMICA [C.I.]
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - BV (483) MECHANICAL ENGINEERING - INGEGNERIA MECCANICA*AE086028 - BIOINGEGNERIA CHIMICA [C.I.]

Obiettivi dell'insegnamento

L’insegnamento, composto da due moduli integrati, intende fornire le basi di scienza dei Biomateriali (Bioingegneria Chimica [1]) e dei meccanismi di interazione con i tessuti biologici (Bioingegneria Chimica [2]).

L’insegnamento del modulo Bioingegneria Chimica [1] si propone di fornire allo studente le conoscenze di base della scienza e della tecnologia dei materiali, in particolare delle tre principali classi di materiali: metalli, polimeri e ceramici. Inoltre, allo studente verranno fornite competenze riguardanti i materiali che vengono impiegati in ambito biomedico, evidenziando le problematiche, i vantaggi e le principali applicazioni di questi. I possibili meccanismi di degradazione dei materiali polimerici e ceramici verranno illustrati per meglio comprendere come questi possano influenzare la risposta dell’ambiente biologico in presenza di un biomateriale.


Risultati di apprendimento attesi

A seguito del superamento dell'esame, lo studente:

• conoscerà la struttura dei materiali metallici, polimerici e ceramici;

• conoscerà le tecnologie di lavorazione dei materiali appartenenti alle tre classi di materiali;

• conoscerà le principali tipologie di materiali metallici, polimerici e ceramici;

• saprà definire le principali proprietà dei materiali utilizzati per realizzare dispositivi biomedici;

• conoscerà e saprà spiegare i concetti fondamentali della struttura dei materiali;

• conoscerà e saprà spiegare i concetti fondamentali della degradazione dei materiali polimerici e della corrosione dei materiali metallici;

• conoscerà e saprà spiegare i concetti fondamentali dei metodi di sterilizzazione;

• sarà in grado di valutare le possibili applicazioni dei biomateriali;

• sarà in grado di applicare le conoscenze trasmesse a problemi di carattere biomedico;

• sarà in grado di affrontare problemi inerenti alla Bioingegneria Chimica anche non esplicitamente trattati nell’insegnamento utilizzando i metodi appresi;

• apprenderà, mediante azioni di didattica innovativa, competenze trasversali e soft skills.


Argomenti trattati

Introduzione ai materiali.

Materiali polimerici: struttura, ottenimento (naturali, sintetici), configurazione; conformazione, transizioni termiche e proprietà generali.

Materiali ceramici: struttura e proprietà.

Materiali metallici e leghe: struttura e proprietà.

Materiali compositi: principali proprietà.

Proprietà meccaniche dei materiali, metodi di valutazione e parametri ottenibili.

Tecnologie di lavorazione delle varie classi dei materiali, con particolare riferimento alle applicazioni biomedicali.

Metodi di sterilizzazione e problematiche connesse.

Degradazione dei materiali polimerici, corrosione dei materiali metallici e problematiche di usura con particolare riferimento all'ambiente corpo umano.

Principali tipi di biomateriali e loro impiego nella preparazione di dispositivi e protesi.

Le esercitazioni in aula vertono sull’approfondimento di argomenti trattati a lezione, con dimostrazioni pratiche. Durante le esercitazioni, gli studenti sono chiamati a rispondere a domande ed esercizi concernenti gli argomenti specifici del corso.

Le attività progettuali prevedono, attraverso il coinvolgimento attivo degli studenti, il raggiungimento di un obiettivo assegnato dal docente e prevedono, in parte, lo sviluppo autonomo degli studenti organizzati in gruppi. Queste attività verranno svolte impiegando strumenti di didattica innovativa.

Le attività svolte durante le esercitazioni e le attività di laboratorio progettuale contribuiranno alla valutazione complessiva dell’insegnamento.


Prerequisiti

Sono necessarie e propedeutiche conoscenze elementari di chimica e fisica.


Modalità di valutazione

L’esame consiste in una prova scritta sull'intero programma dell’insegnamento, nella quale viene chiesto allo studente di rispondere a domande a risposta aperta o multipla ed esercizi su concetti fondamentali trattati durante il corso, utilizzando il formalismo e la terminologia appropriati. Non è prevista alcuna prova orale.

In sede di esame finale lo studente deve dimostrare di:

• conoscere la struttura dei materiali polimerici, metallici e ceramici;

• aver acquisito concetti riguardanti le tecnologie di lavorazione e le proprietà specifiche dei materiali appartenenti alle tre principali classi di materiali;

• conoscere le tipologie di materiali utilizzabili in ambito biomedico;

• conoscere i meccanismi di degradazione a cui possono essere soggetti i biomateriali anche quando impiantati nel corpo umano;

• conoscere le principali tecniche di sterilizzazione dei biomateriali;

• applicare metodi e strumenti propri della bioingegneria chimica per valutare le possibili applicazioni in ambito biomedico dei materiali;

• saper discutere le possibili applicazioni dei biomateriali in ambito biomedico;

• saper gestire risorse e tempi per il completamento del compito assegnato.


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaMaria Cristina Tanzi, Silvia Farè, Gabriele Candiani,, Foundations of Biomaterials Engineering - 1st Edition, Editore: Academic Press, Anno edizione: 2019, ISBN: 9780081010341
Risorsa bibliografica facoltativaBiomaterials Science: An introduction to Materials in Medicine, Editore: BD Ratner, AS Hoffman, FJ Schoen, JE Lemons Eds, Anno edizione: 2004
Risorsa bibliografica facoltativaWilliam F. Smith, Scienza e tecnologia dei materiali, Editore: The McGraw-Hill companies, Inc., Anno edizione: 2008
Risorsa bibliografica facoltativaDispense e materiale online https://beep.metid.polimi.it

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
10:00
20:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
5:00
10:00
Totale 45:00 80:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
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