PRESENTAZIONE

Il corso intende presentare una panoramica dei materiali soft (gel) e hard (cementi ossei) impiegati in ambito biomedicale, focalizzandosi in particolare sui metodi di caratterizzazione chimico-fisica e meccanica, sui meccanismi che, a livello molecolare, avvengono durante la formazione del materiale e su come un biomateriale viene progettato e preparato. In particolare verrà dato ampio spazio all'interazione che un biomateriale ha con il tessuto organico circostante.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento presenta varie tipologie di materiali di tipo hard e soft utilizzati per la preparazione di protesi e sostituti tissutali, focalizzandosi sul legame tra le proprietà microstrutturali e quelle funzionali. Verranno illustrati i metodi di preparazione e caratterizzazione di alcuni biomateriali quali idrogeli e cementi ossei, avvalendosi di tecnologie di caratterizzazione chimico-fisica, quali reometria, calorimetria, misure di energia superficiale, soffermandosi anche sull’interazione con il tessuto organico naturale.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Lo scopo del corso è quello conferire allo studente la capacità di comprendere come il ruolo della microstruttura possa influenzare le proprietà funzionali di un materiale ovvero come materiali di uguale natura chimica possano essere impiegati in differenti ambiti e assumere quindi ruoli diversi, cambiandone le caratteristiche microstrutturali. Lo studente acquisirà inoltre la capacità di riconoscere i principali metodi di caratterizzazione di un biomateriale e su quali parametri progettuali intervenire al fine di ottimizzarne le funzionalità.  Al termine del corso, lo studente sarà in grado di effettuare la lettura critica di una pubblicazione scientifica in ambito materiali ad uso biomedicale e di acquisire ulteriori conoscenze attraverso la ricerca in autonomia della letteratura scientifica.

PREREQUISITI

Conoscenze di base di chimica e fisica generali.

Conoscenze di scienza dei materiali

MODALITA' DIDATTICHE

48 ore di didattica frontale in aula

Visite e alcune brevi attività di Laboratorio di biomateriali

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Introduzione al corso: definizione di biomateriale, classificazione e biocompatibilità
• Cenni di cristallografia applicata ai metalli
• I materiali metallici, microstruttura e proprietà
• Gli acciai proprietà e classificazione: acciai inossidabili e leghe non ferrose
• Corrosione
• Metalli in ambito biomedicale
• I ceramici, cristallografia dei ceramici
• Ceramici, microstruttura e classificazione e metodi di preparazione
• Sinterizzazione
• L’osso, struttura, la rigenerazione ossea, l’osteointegrazione
• I cementi ossei di tipo polimerico e ceramico: i fosfati di calcio (idrossiapatite, brushite, monetite), l'interazione con il tessuto naturale
• La frattura e fatica
• I polimeri e il degrado polimerico
• I materiali viscoelastici, DMA e modelli reologici
• I gel: definizione, meccanismi di formazione e loro microstruttura, caratterizzazione chimico-fisica
• Analisi di una pubblicazione scientifica di ambito biomedicale

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Materiale fornito a lezione durante il corso e pubblicato su Aulaweb, fra cui alcuni articoli scientifici inerenti gli argomenti trattati.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ALBERTO LAGAZZO (Presidente)

RODOLFO REPETTO

LAURA PASTORINO (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Secondo calendario didattico

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame si svolgerà oralmente mediante colloquio. Lo studente porterà a sua scelta un argomento, fra quelli svolti durante il corso. La presentazione sarà integrata da alcune domande specifiche da parte del docente. Inoltre verrà richiesta una lettura critica di un articolo scientifico, precedentemente concordato, nell'ambito dei materiali ad uso biomedico.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Durante il colloquio verranno valutate le conoscenze degli argomenti trattati a lezione. Lo studente dovrà inoltre dimostrare padronanza di quanto studiato attraverso il commento e la revisione di una pubblicazione scientifica di tipo sperimentale, di scienza dei materili del settore biomedicale.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Si consigliano gli studenti lavoratori e gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.