PRESENTAZIONE

L’insegnamento fornisce il quadro concettuale necessario per comprendere le relazioni tra caratteristiche molecolari, proprietà fisico‑meccaniche e comportamento viscoelastico dei materiali a base polimerica, in vista del loro impiego nei processi produttivi in generale e nelle applicazioni in ambito biomedico in particolare.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Conoscenza delle principali proprietà chimiche, reologiche, meccaniche e dinamico-meccaniche di polimeri, compositi polimerici e biomateriali. Correlazione tra struttura e proprietà di polimeri, compositi e nanocompositi. Nozioni di base sulla biofunzionalità, biocompatibilità ed emocompatibilità dei materiali a base polimerica. Esempi di applicazioni specifiche e strategie di sviluppo di compositi, nanocompositi e biomateriali.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento è finalizzato a fornire i principi fondamentali alla base della progettazione e della produzione di formulazioni polimeriche, con l’obiettivo di sviluppare la capacità di applicare le conoscenze teoriche alla preparazione, funzionalizzazione e caratterizzazione di materiali e sistemi innovativi, destinati ad applicazioni in diversi ambiti, incluso quello biomedico.

Al termine dell’insegnamento sarà possibile:

• correlare le proprietà chimiche, fisiche, meccaniche e reologiche dei materiali polimerici alla loro composizione, struttura e agli ambiti applicativi;
• individuare, analizzare e discutere criticamente dati ottenuti da tecniche di caratterizzazione meccanica, dinamico‑meccanica e reologica;
• correlare le proprietà dei materiali polimerici alle loro caratteristiche di biocompatibilità;
• conoscere le principali tecnologie di produzione dei dispositivi biomedici in funzione delle specifiche applicazioni.

L’insegnamento è mutuato per il Corso di Laurea Magistrale in Sustainable Polymer and Process Chemistry.

PREREQUISITI

Non sono richiesti prerequisiti specifici.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento è articolato in lezioni frontali per un totale di 40 ore (5 CFU) e in attività di laboratorio teorico‑pratico per un totale di 13 ore (1 CFU). La frequenza alle attività di laboratorio è obbligatoria.

Le attività di laboratorio, organizzate in piccoli gruppi, prevedono l’applicazione di protocolli sperimentali per la caratterizzazione di materiali polimerici sotto la supervisione delle docenti. Al termine delle attività sperimentali è richiesta la consegna di una breve relazione sui risultati ottenuti.

L’organizzazione e il calendario delle attività di laboratorio saranno comunicati al termine delle lezioni frontali.

Al fine di supportare il processo di apprendimento, il materiale didattico è reso disponibile sulla piattaforma AulaWeb in concomitanza con lo svolgimento degli argomenti in aula.

Le studentesse e gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi devono contattare via mail il docente e il referente per l’inclusione della Scuola di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali (sergio.didomizio@unige.it) all’inizio delle lezioni per concordare modalità didattiche che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali. Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il link:  https://unige.it/disabilita-dsa/richiesta-servizi.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Parte I (2,5 CFU)

Teoria e modellazione del comportamento viscoelastico lineare. Proprietà meccaniche dei materiali polimerici in regime di piccole e grandi deformazioni. Comportamento reologico dei fluidi polimerici. Introduzione ai materiali compositi.

Parte II (2,5 CFU)

Classificazione dei biomateriali, inclusi materiali biodegradabili, bioassorbibili e bioattivi. Definizioni e principi di biostabilità, biocompatibilità ed emocompatibilità dei materiali polimerici.

Biomateriali polimerici per applicazioni ortopediche, dentali e oftalmologiche.

Fondamenti di ingegneria tissutale e materiali biomimetici. Scaffold mono‑, bi‑ e tridimensionali per l’architettura dei tessuti: materiali e tecniche di fabbricazione.

Parte III (1 CFU, attività pratiche)

Attività di laboratorio dedicate alla caratterizzazione di materiali polimerici in campo biomedico.

Sulla base dei contenuti trattati, l’insegnamento contribuisce al raggiungimento dei seguenti obiettivi dell’Agenda 2030 delle Nazioni Unite: Obiettivo 4 (Istruzione di qualità), Obiettivo 5 (Parità di genere) e Obiettivo 12 (Consumo e produzione responsabili).

Il programma dettagliato è disponibile sulla piattaforma AulaWeb, dove è possibile verificarne la coerenza con gli obiettivi formativi dell’insegnamento.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Si suggeriscono i seguenti testi di supporto, limitatamente agli argomenti trattati nel corso:

M.T. Shaw, W.J. Mac Knight, Introduction to Polymer Viscoelasticity, 3rd ed., Wiley, 2005

H.A. Barnes, J.F. Hutton, K. Walters, An Introduction to Rheology, 1989

L.E. Nielsen, Mechanical Properties of Polymers and Composites, Vol. 1–2, Marcel Dekker, 1974

J.D. Ferry, Viscoelastic Properties of Polymers, Wiley, 1980

A. Atala, Principles of Regenerative Medicine, 2nd ed., Academic Press, 2010

Perspectives on Biomaterials, O.C.C. Lin & E.Y.S. Chao (Eds.), 1985

J.B. Park, R.S. Lakes, Biomaterials: An Introduction, Springer, 2007

A.F. von Recum, Handbook of Biomaterials Evaluation, CRC Press, 1999

Indicazioni bibliografiche specifiche saranno fornite all’inizio delle lezioni. Materiale integrativo potrà essere reso disponibile su richiesta in caso di frequenza parziale o in presenza di certificazione valide per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Secondo l'orario riportato qui

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame prevede una prova scritta e una prova orale, entrambe svolte in presenza delle docenti in carica. Il numero e la distribuzione degli appelli sono definiti dal Regolamento del Corso di Studio.

La prova scritta comprende:

• una sezione con 10 quesiti a risposta multipla e/o vero/falso (1 punto per risposta corretta);
• una sezione con 5 quesiti o problemi a risposta aperta (fino a 3 punti ciascuno).

La prova scritta ha durata di 120 minuti e un punteggio massimo di 25/30.

La prova orale (fino a 5/30) consiste nella discussione della relazione di laboratorio.

L’accesso alla prova orale è consentito con un punteggio minimo di 13/30 nella prova scritta; con un punteggio pari o superiore a 18/30 la prova orale è facoltativa.

Le studentesse e gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi possono richiedere adattamenti in sede d'esame, compilando l'apposito modulo online, con significativo anticipo (almeno 7 giorni) rispetto alla data di esame (https://modulionline.unige.it/richiesta-adattamenti#no-back), e contattando via mail il docente e il referente per l’inclusione della Scuola di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali (sergio.didomizio@unige.it). Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il link:https://unige.it/disabilita-dsa/richiesta-servizi.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova d’esame è finalizzata a verificare il conseguimento degli obiettivi formativi, con particolare riferimento alla capacità di:

• correlare le proprietà dei materiali polimerici e dei compositi alla loro composizione, struttura e applicazioni nei processi produttivi;
• correlare le proprietà di biocompatibilità ed emocompatibilità alle caratteristiche molecolari e agli ambiti di utilizzo;
• integrare e confrontare criticamente i dati ottenuti dalle tecniche di caratterizzazione e dai modelli struttura–proprietà trattati.

Viene inoltre valutata la padronanza dei contenuti e l’adeguatezza della terminologia scientifica.

In caso di mancato raggiungimento degli obiettivi formativi, è suggerito un approfondimento individuale dei contenuti, eventualmente supportato da un confronto con le docenti.

ALTRE INFORMAZIONI

Per informazioni aggiuntive non riportate nella scheda, è possibile contattare le docenti.