Insegnamento MATERIALI BIOCOMPATIBILI
| Nome del corso di laurea | Biotecnologie molecolari e industriali |
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| Codice insegnamento | GP004121 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Assunta Marrocchi |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2021 |
| Erogato | Erogato nel 2021/22 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Discipline chimiche |
| Settore | CHIM/06 |
| Anno | 1 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Definizione di biomateriale e biocompatibilità. Biomateriali polimerici, ceramici/vetro ceramici, metallici. Compositi. Metodi di analisi delle superfici dei biomateriali. Principali metodi di modifica delle superfici dei biomateriali. Tecnologie consolidate basate su biomateriali. I sensori. |
| Testi di riferimento | -Materiale didattico distribuito a lezione-“An Introduction to Biomaterials”, 2nd Ed., J. O. Hollinger (Ed), 2013-“Biomaterials. Principles and Practices” , J.Y.Wong, J.D.Bronzino, D.R. Peterson (Eds), CRC Press, 2013 |
| Obiettivi formativi | Obiettivi formativi OBIETT_FORM Sì L'obiettivo principale del corso è quello di fornire allo studente le conoscenze fondamentali sugli aspetti chimico-fisici e sullo sviluppo dei materiali biocompatibili, utili ad elaborare razionalmente dei criteri di scelta per la progettazione di strutture tridimensionali da impiegare negli ambiti discussi a lezione. Le principali conoscenze acquisite saranno: - conoscenza di (i) definizione di biomateriale e di biocompatibilità (ii) definizione di stato solido, principali reticoli cristallini e loro principali difetti; -Conoscenza di base delle proprietà ottiche, elettriche e termiche dei materiali solidi; -Conoscenza dei concetti fondamentali di sforzo, deformazione, rigidità, resistenza e tenacità dei materiali biocompatibili; -Conoscenza delle principali classi di materiali biocompatibili: Polimeri (classificazione secondo le proprietà chimico- fisiche e meccaniche, polimerizzazione, principali classi d'interesse); Materiali ceramici e vetro-ceramici (materiali tradizionali e avanzati); Metalli e leghe; Compositi. -Conoscenza di base delle tecnologie di produzione degli stessi e la loro influenza sul comportamento in esercizio. -Conoscenza dei fenomeni di corrosione dei materiali biocompatibili in ambiente biologico e delle relative problematiche -Conoscenza di base delle principali tecniche strumentali di indagine per lo studio della superficie dei biomateriali al fine di valutarne la biocompatibilità -Conoscenza delle principali tecniche per la modifica della superficie dei biomateriali, al fine di correggerne la biocompatibilità. -Conoscenza di base di alcuni tipi di sensori basati su materiali biocompatibili per applicazioni in ambito medico-biologico. Le principali abilità acquisite saranno: -Capacità di elaborare criteri di scelta per la progettazione e sintesi di strutture tridimensionali da impiegare negli ambiti discussi a lezione. -Capacità di identificare le tecniche strumentali più idonee per la caratterizzazione funzionale delle superfici dei materiali biocompatibili, al fine di valutarne la biocompatibilità -Capacità di individuare le tecniche più idonee di modifica delle superfici dei biomateriali al fine di migliorarne la biocompatibilità. The main objective of the course is to provide to students the basic knowledge about chemical-physical aspects and the development of biocompatible materials, to rationally elaborate selection criteria for their design/use in the fields of application discussed during lectures. The main knowledge acquired will be: -knowledge of (i) definition of biomaterial and biocompatibility (ii) definition of solid state, main crystalline networks and their principal defects; -basic knowledge of the electrical, optical, thermal properties of solid materials; -knowledge of the fundamental concepts of stress, strain, rigidity, resistance, toughness of biocompatible materials; -knowledge of the main classes of biocompatible materials: Polymers (classification on the basis of their chemical-physical and mechanical properties; polymerization reactions; main classes of interest); Ceramics and glass-ceramics (traditional and advanced materials); Metals and alloys; Composites; -basic knowledge of their main production techniques and influence of these latter on the operational material behavior; -knowledge of the biomaterials corrosion phenomena in a biological environment and relative issues; -knowledge of the main instrumental techniques for the study of biomaterials surface, to evaluate their biocompatibility; -knowledge of the main techniques for biomaterials surface modification, to adjust biocompatibility; -basic knowledge of selected biomaterials-based sensors for application in medical and biological field. The main abilities will be: -ability in elaborating criteria of choice for the design and synthesis of 3D structures to be employed in the field discussed during lectures. -ability in identifying the most suitable instrumental techniques for the characterization of biomaterials surfaces, in view of evaluating their biocompatibility -ability in identifying the most suitable techniques for biomaterials surface modification, in view of improving their biocompatibility. |
| Prerequisiti | nessuno |
| Metodi didattici | Metodi didattici METODI_DID Sì lezioni frontali su tutti gli argomenti del corso. Durante il corso potranno essere organizzati seminari con esperti esterni in grado di portare esperienze pratiche dell'impiego di tecniche strumentali avanzate di indagine per lo studio della superficie dei biomateriali Face-to-face lectures on all the topics of the course. During the course there might be the possibility to organize seminars in which external experts will report about their practical experience on the use of advanced instrumental techniques for the study of biomaterials surfaces. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame prevede una prova orale. Tale prova consiste in una discussione della durata di circa 30 minuti avente lo scopo di verificare il livello di competenza e conoscenza raggiunte dallo studente relativamente ai contenuti del programma. Inoltre, attraverso la prova orale, verrà valutata la capacità di elaborazione degli stessi contenuti, sia in termini di proprietà di linguaggio che di organizzazione dell'esposizione. |
| Programma esteso | Definizione di biomateriale e biocompatibilità. Richiamo ai principali tipi di legame chimico. Lo stato solido. Proprietà dei materiali solidi (meccaniche, termiche, elettriche, ottiche). Biomateriali polimerici, ceramici/vetro ceramici, metallici, (nano)compositi: classificazione, sintesi, tecniche di produzione, principali classi di interesse). Tecnologie consolidate basate sulle diverse classi di biomateriali. Principali metodi di analisi delle superfici dei biomateriali. Principali metodi di modifica delle superfici dei biomateriali. Materiali biocompatibili per sensori. Altre tecnologie emergenti e future basate su biomateriali. Cenni sulla normativa di riferimento. |