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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
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 e le problematiche relative alla realizzazione di strutture adatte alla sostituzione o alla rigenerazione di tessuti del corpo umano nell'ambito della Medicina Rigenerativa e dell'Ingegneria dei Tessuti.

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;
  • conoscerà le principali tecniche di modifica superficiale di tipo chimico-fisica e meccanica, con particolare riguardo a metodi di microstrutturazione mediante tecniche soft-litografiche;
  • conoscerà le tecniche necessarie per ottenere strutture adeguate per applicazioni nell’ambito della medicina rigenerativa;
  • 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;
  • sarà in grado di affrontare ulteriori approfondimenti (ad es. in altri insegnamenti o corsi) nel campo della medicina rigenerativa.

 


Argomenti trattati

Materiali in medicina rigenerativa e ingegneria dei tessuti. Polimeri naturali: esempi e loro impiego come biomateriali. (ad es. fibroina della seta, alginato, chitosano, gelatina). Progettazione e sintesi di materiali biodegradabili custom-made. Idrogeli e idrogeli “smart”.

Metodi di analisi di superficie: descrizione dei principali metodi per la caratterizzazione delle superfici e delle modifiche di superficie (ad es. angolo di contatto, analisi profilometrica, tecniche spettroscopiche, tecniche di microscopia).

Ruolo dello scaffold nell’ingegneria dei tessuti. Tecniche di fabbricazione degli scaffold di tipo tradizionale e avanzato (additive manufacturing), elettrospinning.

Superfici: biomimetismo e bioriconoscimento. Metodi di modifica chimica e fisica delle superfici a scopo biomimetico e/o biointegrativo. Superfici non-fouling. Strategie di modifica superficiale con polimeri naturali e innesto di biomolecole. Tecniche di micro e nanostrutturazione superficiale. Strategie di modifica per migliorare l'emocompatibilità. Esempi applicativi. 

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).

 

Le esercitazioni riguardano approfondimenti degli argomenti trattati a lezione. Le ore di esercitazione sono inoltre dedicate a dimostrazioni di tecniche di analisi e/o di preparazione di strutture per applicazioni in medicina rigenerativa. Inoltre, agli student verrà richiesto di effettuare una ricerca riguardante approfondimenti degli argomenti svolti a lezione.

 

Oltre ai testi consigliati verrà reso disponibile materiale didattico a cura del docente.

 


Prerequisiti

Bioingegneria Chimica, Corso Integrato.

In alternativa, un corso di scienza dei materiali.


Modalità di valutazione

L’esame consiste in una prova scritta nella quale vengono discussi gli argomenti del programma. In particolare, l’esame verterà principalmente sugli argomenti trattati dal docente durante le lezioni, le esercitazioni e da docenti invitati a tenere seminari didattici di approfondimento. Lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di illustrare e discutere gli argomenti oggetto d’esame. 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.

L'esame può essere superato se l’esito risulta sufficiente. 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 obbligatoriaM.C. Tanzi, A. Bianchi, S. Fare', S. Mantero, M.T. Raimondi, L.Visai, Approccio Integrato per la medicina rigenerativa, Editore: Patron, Granarolo dell'Emilia (BO), Anno edizione: 2013, ISBN: 9788855532419
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

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
35:00
52:30
Esercitazione
15:00
22:30
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 50:00 75:00

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. 1.6.1 / 1.6.1
Area Servizi ICT
08/12/2019