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

L’insegnamento si propone di: a) introdurre gli studenti allo studio delle principali proprietà chimiche, fisiche, meccaniche dei biomateriali con specifico riferimento a quelli di natura polimerica; b) fornire le nozioni base di biofunzionalità, biocompatibilità, emocompatibilità e delle problematiche connesse all’interazione tra biomateriale e ambiente biologico.

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 di applicare le nozioni teoriche acquisite per la preparazione, funzionalizzazione e caratterizzazione di materiali e sistemi innovativi.

I risultati di apprendimento attesi al termine dell'insegnamento sono:

• saper identificare le principali classi di materiali polimerici utilizzati in campo biomedico-farmacologico e definirne in maniera appropriata i settori applicativi;
• saper correlare le proprietà dei materiali polimerici al loro impiego in campo biomedico e farmacologico;
• saper correlare le proprietà dei materiali polimerici alla loro biocompatibilità/emocompatibilità, ipotizzando criteri di massima per il miglioramento e/o l’ottimizzazione di questi parametri;
• saper 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;
• sapersi esprimere 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.

In base ai contenuti descritti, l’insegnamento contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell’Agenda ONU 2030: Obiettivo 4. Istruzione di Qualità, Obiettivo 5. Parità di Genere e Obiettivo 12. Consumo e produzione responsabili.

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 della durata di un’ora ciascuno e simulazioni della prova di esame. Tali attività sono da svolgere in modalità asincrona rispetto alle lezioni frontali per verificare la preparazione individuale.

Sono suggeriti testi di appoggio riportati di seguito limitatamente ai contenuti trattati nell’insegnamento:

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

Dal 24 febbraio 2025 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 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:

- la prima parte consiste nella discussione di 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; alla prima parte dell’esame viene attribuita una valutazione massima di 15/30;

- la seconda parte consiste nell’esposizione e nella discussione di argomenti inseriti nel programma dell’insegnamento; alla seconda parte 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).

Si ricorda a coloro che intendono richiedere adattamenti in sede d’esame che occorre:

-             inserire la certificazione ex lege 104/1992 sul sito web di Ateneo alla pagina “servizionline.it” nella sezione “Studenti”;

-             contattare via e-mail con congruo anticipo (almeno 10 giorni) la docente affidataria dell’insegnamento e, per conoscenza, il docente Referente per l’inclusione degli studenti con disabilità e DSA della Scuola di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali (sergio.didomizio@unige.it) per la richiesta degli strumenti compensativi e le misure dispensative ritenuti funzionali.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova orale verificherà l’acquisita capacità 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 il raggiungimento di un livello adeguato di conoscenza degli argomenti sviluppati durante le lezioni frontali e la capacità di esprimersi utilizzando un lessico chiaro e una terminologia corretta. Sarà anche valutata la capacità 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, si inviterà ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente prima di ripetere l’esame.