• 054286 - BIOINGEGNERIA CHIMICA [2]

• Blended Learning & Flipped Classroom

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 di Bioingegneria Chimica [2] si propone di fornire allo studente le conoscenze di base relative ai meccanismi innescati dall’interazione che si instaura all'interfaccia tra dispositivo ed organismo ospite, affrontando gli effetti dell’ospite sull’impianto e viceversa. Tali interazioni che variano al variare dei biomateriali utilizzati e del luogo anatomico dell'impianto si basano su meccanismi di risposta fisiopatologica dei tessuti interessati quali l'infiammazione, la coagulazione del sangue e la risposta immunitaria. Verranno trattate le tecniche in vitro ed in vivo per lo studio della biocompatibilità e della risposta post impianto e lo studente riceverà una prima introduzione sulle principali caratteristiche degli scaffold e sulle biotecnologie.

A seguito del superamento dell'esame, lo studente:

· conoscerà e saprà spiegare l’organizzazione strutturale dell’essere vivente in cellule e tessuti;

· conoscerà le principali classi di polimeri naturali e saprà spiegarne le principali applicazioni in ambito biomedicale;

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

· avrà appreso e saprà spiegare come condurre la valutazione della biocompatibilità di materiali e dei dispositivi;

· conoscerà e saprà spiegare i concetti fondamentali e i meccanismi della risposta infiammatoria;

· conoscerà e saprà spiegare i concetti fondamentali e i meccanismi della coagulazione del sangue;

· conoscerà e saprà spiegare i concetti fondamentali e i meccanismi della risposta immunitaria;

· 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.

I polimeri naturali: polisaccaridi, proteine e acidi nucleici.

Le cellule e i tessuti: organizzazione e funzione. Composizione, struttura e funzioni della matrice extracellulare, funzioni dei principali tipi cellulari coinvolti nei meccanismi di difesa e riparo.

Meccanismi di difesa e fenomeni riparativi dell'organismo umano: riparazione e rimodellamento dei tessuti biologici, la coagulazione ematica, la reazione immunitaria, la reazione infiammatoria, il sistema del complemento.

Biocompatibilità e interazione biomateriali-corpo umano: effetti dell’impianto verso il corpo umano, effetti dei tessuti ospite verso il dispositivo impiantato, adesione batterica e calcificazione.

Principali tecniche di analisi per la valutazione dei biomateriali in vitro e a scopo diagnostico. Fondamenti di Biotecnologie, applicazioni biotecnologiche dei biomateriali e terapia genica.

Approccio all’Ingegneria dei tessuti. Lo scaffold: requisiti richiesti e principali metodi di preparazione. Sistemi di coltura cellulare statici e dinamici.

Le esercitazioni verteranno sull’approfondimento di argomenti trattati a lezione. Durante le esercitazioni, gli studenti saranno chiamati inoltre a rispondere a domande concernenti argomenti specifici del corso. Queste attività verranno svolte impiegando strumenti di didattica innovativa.

Sono necessarie e propedeutiche conoscenze elementari di chimica e fisica.

L’esame consiste in una prova scritta, della durata minima di un’ora, sull'intero programma dell’insegnamento, nella quale viene chiesto allo studente di rispondere a domande a risposta aperta o multipla su concetti fondamentali trattati durante il corso, utilizzando il formalismo e la terminologia appropriati. Le attività svolte durante le esercitazioni verranno valutate e premetteranno di acquisire un punteggio che verrà sommato alla valutazione della prova d’esame finale.

Non è prevista prova orale né prova in itinere.

In sede d’esame finale lo studente deve dimostrare di:

· conoscere la struttura della cellula e l’organizzazione in tessuti;

· aver acquisito concetti riguardanti la classificazione e le principali applicazioni dei polimeri naturali;

· conoscere le funzioni, i meccanismi e le componenti dell’emostasi, della risposta infiammatoria e dell’immunità;

· conoscere i meccanismi biologici che governano la risposta dei tessuti all'impianto di un biomateriale;

· applicare metodi e strumenti propri della bioingegneria chimica per valutare la biocompatibilità;

· saper discutere le principali tecnologie analitiche e diagnostiche;

· saper gestire risorse e tempi per completamento del compito assegnato.