PRESENTAZIONE

I biomateriali o materiali biocompatibili sono materiali in grado di interagire in maniera proficua con la materia vivente. In questo insegnamento sono forniti gli strumenti conoscitivi di base per lo studio dei biomateriali e della loro funzionalità nei sistemi biologici tramite la descrizione delle varie classi di biomateriali, specialmente a matrice polimerica, dei loro principali settori di impiego e delle tecnologie di produzione più sviluppate in campo biomedico e farmacologico.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Conoscenza delle principali proprietà chimiche, fisiche, meccaniche dei biomateriali con specifico riferimento a quelli di natura polimerica. Nozioni base di biofunzionalità, biocompatibilità ed emocompatibilità e delle problematiche connesse all’interazione del biomateriale con l’ambiente biologico. Esempi di applicazioni specifiche e strategie di sviluppo di biomateriali.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento si propone di fornire i principi fondamentali che stanno alla base dell'ingegneria biomedica e della produzione di dispositivi a rilascio controllato di farmaci nell’intento di sviluppare l'abilità dello studente ad applicare le nozioni teoriche acquisite per formulare criteri di massima per la progettazione, sintesi, funzionalizzazione e caratterizzazione di materiali e sistemi innovativi.

Al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di:

• conoscere le principali classi di materiali polimerici utilizzati in campo biomedico e definirne in maniera appropriata i settori applicativi;
• correlare le proprietà dei materiali polimerici al loro impiego in campo biomedico e farmacologico;
• correlare le proprietà dei materiali polimerici alla loro biocompatibilità/emocompatibilità, ipotizzando criteri di massima per il miglioramento e/o l’ottimizzazione di questi parametri;
• individuare le tecniche sperimentali più appropriate per la caratterizzazione dei biomateriali in base al loro specifico impiego;
• analizzare le tecnologie di produzione più diffuse per la fabbricazione di dispositivi biomedici e farmacologici in base al loro specifico utilizzo;
• esprimersi con terminologia adeguata nella descrizione dei fenomeni e dei processi coinvolgenti biomateriali in genere.

PREREQUISITI

Nessuno ufficiale, ma può essere utile aver seguito in precedenza un insegnamento base sui polimeri e un insegnamento di Chimica Biologica.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento viene erogato tramite lezioni frontali per un totale di 32 ore, talvolta accompagnate da esercitazioni in aula a discrezione del docente. Le dispense relative alle lezioni vengono caricate sulla pagina di aul@web dedicata all’insegnamento contemporaneamente allo svolgimento in aula dei relativi contenuti.

Al fine di agevolare lo studio individuale, test di verifica sono caricati sulla pagina di aul@web dedicata all’insegnamento.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Definizione e classificazione dei biomateriali.

Biomateriali polimerici e compositi.

Materiali biodegradabili, bioriassorbibili, bioattivi.

Interazione del biomateriale con l’ambiente biologico al di fuori del flusso sanguigno: biostabilità e biocompatibilità.

Interazione del biomateriale con il flusso sanguigno: emocompatibilità e trombogenicità.

Analisi delle superfici di biomateriali: tecniche chimico-fisiche di caratterizzazione e protocolli di trattamento e funzionalizzazione.

Biomateriali polimerici in ortopedia, ortodonzia e oculistica.

Biomateriali polimerici per tessuti molli.

Biomateriali polimerici per applicazioni cardiovascolari.

Medicina rigenerativa: ingegneria dei tessuti e materiali biomimetici.

Scaffold mono-, bi- e tri-dimensionali per l’architettura tessutale: materiali e tecniche di realizzazione.

Dispositivi per il trasporto e il rilascio controllato di farmaci e/o di molecole bioattive.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

R. Pietrabissa, “Biomateriali per Protesi e Organi Artificiali”, Patron Ed. Bologna, 1996 (CSB Ingegneria)

R. Fumero, P. Giusti, “Biomateriali: dalla ricerca di base all’applicazione clinica”, Patron Ed., Bologna, 1985 (CSB Ingegneria)

C. Di Bello, “Biomateriali-Introduzione allo Studio”, Patron Ed., Bologna, 2005

“Principles of regenerative medicine”, A. Atala, 2nd edition, London: Academic, 2010

“Perspectives on biomaterials: proceedings on the 1985 International Symposium on Biomaterials”, O.C.C- Lin & E.Y.S. Chao, Eds., 1985 (CSB Valletta Puggia)

J.B. Park, R.S. Lakes, “Biomaterials-An Introduction”, Springer-Verlag, N.Y. Inc., 2007

A.F. von Recum, “Handbook of Biomaterials Evaluation: Scientific, Technical and Clinical Testing of Implant Materials”, CRC Press, 1999 (ISBN 1560324791)

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARINA ALLOISIO (Presidente)

MASSIMO OTTONELLI

MAILA CASTELLANO (Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

L’insegnamento si tiene nel corso del II semestre, avente inizio in data 22 febbraio 2021, secondo l’orario indicato negli indirizzi sotto riportati.

VISTA L'EMERGENZA COVID E LE MISURE RELATIVE ALLO SVOLGIMENTO DELLA DIDATTICA IN FASE 3 EMANATE DALL'ATENEO E CONSIDERATO CHE NON E' POSSIBILE DEFINIRE ORA CON PRECISIONE GLI ORARI DELLE LEZIONI, SI INVITANO GLI STUDENTI A VISITARE FREQUENTEMENTE I SITI

https://corsi.unige.it/9020/p/studenti-orario

https://chimica.unige.it/node/390

PER AVERE AGGIORNAMENTI SULL'ARGOMENTO

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame prevede una prova orale condotta da due docenti tra cui il docente titolare dell'insegnamento per una durata non inferiore a 30 minuti. Nel corso dell’anno solare sono fissati 7 appelli ufficiali, distribuiti nelle finestre temporali stabilite dal Manifesto degli Studi e reperibili all'indirizzo:

https://corsi.unige.it/9020/p/studenti-calendario-esami

La prova orale si compone di due parti, che contribuiscono equamente alla valutazione in trentesimi dell’esame:

- nella prima parte lo studente deve fronteggiare una problematica inerente all’utilizzo di materiali polimerici in campo biomedico al fine di verificare la comprensione e la padronanza acquisita degli argomenti dell’insegnamento, nonché la capacità di applicare i concetti teorici a situazioni reali. In alternativa e per specifica scelta dello studente, la prima parte dell’esame può riguardare una tematica attinente all’insegnamento ma non direttamente affrontata nel programma, scelta dallo studente e approvata dal docente titolare dell'insegnamento. In quest’ultimo caso, la possibilità di sostenere l’esame è subordinata alla consegna, secondo modalità e tempi indicati dal docente, di una relazione/rapporto su tale tematica. In entrambe le modalità, alla prima parte dell’esame viene attribuita una valutazione massima di 15/30;

- nella seconda parte lo studente è chiamato a rispondere a domande su argomenti scelti dalla commissione d’esame tra quelli facenti parte del programma dell’insegnamento; alla seconda parte viene attribuita una valutazione massima di 15/30.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Intento della prova è la verifica dell’acquisita capacità dello studente di mettere in relazione le potenzialità applicative dei diversi materiali in campo biomedico con le loro proprietà chimiche, fisiche, meccaniche e termiche. In caso di mancato raggiungimento degli obiettivi formativi, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente prima di ripetere l’esame. L’esame orale servirà inoltre a verificare che lo studente abbia raggiunto un livello adeguato di conoscenza degli argomenti sviluppati durante le lezioni frontali e sappia esprimersi utilizzando un lessico chiaro e una terminologia corretta.

Verrà anche valutata la capacità dello studente di confrontare ed integrare le informazioni accessibili dalle diverse tecniche di caratterizzazione e di lavorazione dei materiali trattate nel corso dell’insegnamento.

Per garantire la corrispondenza tra gli argomenti dell'esame e gli obiettivi formativi dell’insegnamento, il programma dettagliato viene caricato su aul@web in modo che gli studenti possano verificarne l'aderenza.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

La frequenza alle lezioni è fortemente consigliata per acquisire familiarità con le modalità dell’esame, dal momento che le lezioni frontali vengono sempre corredate di esempi concreti legati alla vita quotidiana e alla pratica industriale.