• 054285 - BIOINGEGNERIA CHIMICA [1]

• 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 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.

A seguito del superamento dell'esame (DD1,DD2,DD3), 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.

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.

• SDG3 - GOOD HEALTH AND WELLBEING

Materiali e approcci per il miglioramento della salute dei pazienti.

Sono necessarie e propedeutiche conoscenze elementari di chimica e fisica.

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.