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BIOMATERIALI POLIMERICI

CODICE 64767
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU 4 cfu al 1° anno di 9020 CHIMICA INDUSTRIALE (LM-71) GENOVA

4 cfu al 2° anno di 9017 SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI (LM-53) GENOVA

SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE CHIM/04
SEDE GENOVA (CHIMICA INDUSTRIALE )
PERIODO 2° Semestre

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 a matrice polimerica e della loro funzionalità nei sistemi biologici, con indicazione dei loro principali settori di impiego e delle tecnologie di produzione più comuni.

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 della progettazione e della produzione di protesi, tessuti ingegnerizzati e dispositivi per il rilascio controllato di farmaci (DDS) nell’intento di sviluppare le capacità dello studente ad applicare le nozioni teoriche acquisite per la preparazione, funzionalizzazione e caratterizzazione di materiali e sistemi innovativi.

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

  • identificare le principali classi di materiali polimerici utilizzati in campo biomedico-farmacologico 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;
  • conoscere 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 è articolato in lezioni frontali per un totale di 32 ore, talvolta accompagnate da esercitazioni in aula a discrezione del docente.

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.

Il programma dettagliato viene caricato su aul@web, in modo che gli studenti possano verificarne la corrispondenza con gli obiettivi formativi dell’insegnamento.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Al fine di agevolare l’apprendimento, le dispense relative alle lezioni vengono caricate sulla pagina di aul@web dedicata all’insegnamento contemporaneamente allo svolgimento in aula dei relativi contenuti.

Inoltre, sulla stessa pagina web sono caricati quiz e test per verificare la preparazione individuale.

Sono suggeriti i testi di appoggio riportati di seguito:

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 Chimica)

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).

Materiale supplettivo è fornito a richiesta a studenti lavoratori o studenti con DSA per venire incontro ad esigenze specifiche.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

L’insegnamento si tiene nel secondo semestre, avente inizio in data 27 febbraio 2023, secondo l’orario indicato negli indirizzi sotto riportati.

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

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

 

Orari delle lezioni

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consiste in una prova orale condotta da almeno due docenti (tra i quali la 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 dal Regolamento del Corso di Studio. Appelli straordinari al di fuori dei periodi indicati saranno concessi solo agli studenti fuori corso.

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 biomateriali polimerici 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 consistere nell’esposizione di una tematica attinente all’insegnamento ma non direttamente affrontata nel programma. La tematica è scelta dallo studente ma deve essere preventivamente approvata dalla docente titolare dell’insegnamento. La possibilità di sostenere l’esame è subordinata alla consegna, secondo modalità e tempi indicati dalla docente, di una relazione scritta su tale tematica. 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 inseriti nel programma dell’insegnamento. Alla seconda parte dell'esame viene attribuita una valutazione massima di 15/30.

Per gli studenti disabili o con DSA, le modalità di esame sono uniformate alla regolamentazione di Ateneo per lo svolgimento di esami di profitto (https://unige.it/disabilita-dsa).

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova orale verificherà l’acquisita capacità dello studente di correlare le proprietà chimiche, fisiche, meccaniche e termiche dei biomateriali polimerici con le loro potenzialità applicative in campo biomedico e farmaceutico. 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. Sarà anche valutata la capacità dello studente di confrontare e discutere le informazioni accessibili dalle diverse tecniche di caratterizzazione e di lavorazione dei materiali trattate nel corso dell’insegnamento.

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.

ALTRE INFORMAZIONI

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