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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 052379 - LABORATORIO DI CARATTERIZZAZIONE DEI TESSUTI
Docente Boschetti Federica
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare
Didattica innovativa L'insegnamento prevede  1.0  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 (Mag.)(ord. 270) - MI (471) BIOMEDICAL ENGINEERING - INGEGNERIA BIOMEDICA*AZZZZ052379 - LABORATORIO DI CARATTERIZZAZIONE DEI TESSUTI

Obiettivi dell'insegnamento

Il corso si articola in lezioni di teoria ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle lezioni di teoria, dopo aver fornito le nozioni fondamentali di metrologia e illustrati i principali strumenti di misura, si descrivono i modelli costitutivi ed i metodi di caratterizzazione della meccanica dei tessuti, con principale riferimento ai tessuti biologici.

La parte sperimentale è volta all’apprendimento guidato delle fasi della caratterizzazione meccanica di tessuti biologici: a) progettazione dell’esperimento; b) preparazione dei campioni; c) utilizzo delle macchine e delle attrezzature di prova; d) esecuzione dell’esperimento; e) analisi dei dati e identificazione delle proprietà costitutive.


Risultati di apprendimento attesi

Al termine del corso, lo studente dovrebbe aver acquisito la capacità di:

- comprendere la risposta meccanica dei tessuti

- sviluppare ed analizzare esperimenti per caratterizzare meccanicamente i tessuti

 


Argomenti trattati

Programma delle lezioni

a) Fondamenti di misure meccaniche e termiche

Principi della misura. Caratteristiche degli strumenti di misura. Misure di lunghezza e spostamento. Misura di deformazioni. Misure di forza, coppia e pressione. 

(b) Meccanica dei tessuti biologici (Richiami)

Struttura e composizione dei tessuti biologici; classificazione ed analisi dei principali tessuti. Caratteristiche meccaniche dei tessuti e risposta alle sollecitazioni: funzione, struttura e caratteristiche meccaniche; elasticità, viscoelasticità e poroelasticità; anisotropia; resistenza meccanica e trauma; riparazione e rimodellamento.

(c) Metodi sperimentali per la caratterizzazione meccanica dei tessuti biologici

Problemi nella sperimentazione. Conservazione e preparazione dei campioni. Afferraggi per prove uniassiali e biassiali. Misura di deformazione su tessuti ad alta deformabilità. Prove di caratterizzazione su tessuti e organi. Prove meccaniche su tessuti ricchi di collagene (legamenti, membrane biologiche) e su tessuti mineralizzati (osso). Prove su materiali bifasici (cartilagine). Misura di viscosità di fluidi biologici. Metodi di caratterizzazione in vivo.

Attività di laboratorio

(a) Materiali e metodi di prova

Macchine di prova: dispositivi uniassiali e biassiali; attuatori; sistemi di controllo in forza, spostamento e deformazione. Esecuzione di prove meccaniche (trazione, compressione, flessione, torsione, creep e rilassamento, isteresi, viscosità, durezza). Taratura di trasduttori.

(b) Caratterizzazione di tessuti soffici

Preparazione dei campioni. Afferraggio e misura di deformazione. Prove di caratterizzazione viscoelastica (precondizionamento, trazione, creep, rilassamento, isteresi). Prove uniassiali (tendini, legamenti) e biassiali (membrane). Identificazione dei parametri di un modello viscoelastico.

(c) Caratterizzazione di tessuti mineralizzati

Preparazione dei campioni. Afferraggio e misura di deformazione. Prove di trazione, compressione e flessione (trazione indiretta) su osso.

(d) Caratterizzazione di tessuti poroelastici

Preparazione dei campioni. Prove di compressione e creep confinato e non confinato su cartilagine. Determinazione dei parametri del modello poroelastico.

 

 

NB L’accesso al corso è a numero limitato. La procedura obbligatoria di richiesta accesso si trova qui http://www.ccsbio.polimi.it/?page_id=27

 

Modalità di esame: relazioni sui laboratori a gruppi oltre ad uno scritto individuale. Non sono previste verifiche in itinere 

 


Prerequisiti

Si presume già acquisita la conoscenza dei principali modelli costitutivi (elastico, viscoelastico, elastoplastico) e delle fondamenta della meccanica dei solidi, così come delle caratteristiche morfologiche e funzionali dei principali tessuti biologici.


Modalità di valutazione

 

Gli studenti, suddivisi in gruppi di lavoro, dovranno redigere delle relazioni sulle attività sperimentali svolte durante le ore di laboratorio e consegnarle secondo scadenze comunicate in aula.

La verifica finale consiste in un esame scritto che verterà sugli argomenti trattati a lezione e in laboratorio e sulla valutazione delle relazioni presentate dagli studenti.  Tutti i membri di ciascun gruppo sono interamente responsabili della qualità del manoscritto presentato.

 

 

 


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaFederica Boschetti, Virginio Quaglini, dispense del corso
Note:

le dispense saranno distribuite durante il corso

Risorsa bibliografica facoltativaA. Capello, Misure Meccaniche e Termiche, Editore: Casa Editrice Ambrosiana, ISBN: 88-408-0072-7
Risorsa bibliografica facoltativaY.C. Fung, Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissues, Editore: Springer, ISBN: 978-0387979472

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
10:00
15:00
Esercitazione
10:00
15:00
Laboratorio Informatico
7:30
11:15
Laboratorio Sperimentale
22:30
33:45
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 libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.1 / 1.6.1
Area Servizi ICT
19/11/2019