Biotecnologie mediche

Ricapitolazione del calcolo differenziale ed integrale applicato alla biomeccanica. Aspetti fluidodinamici del sistema circolatorio; Statica dei fluidi: pressione idrostatica; Bilancio meccanico e applicazione al funzionamento di centrifughe e ultracentrifughe. Equazione di conservazione della massa e applicazione ai vasi sanguigni (stenosi e aneurismi). Equazione di conservazione della quantità di moto, flussi di Poiseuille e Hagen-Poiseuille, biforcazioni nei vasi sanguigni. Teorema del trasporto di Reynolds, equazioni di Navier-Stokes; Numeri adimensionali (numeri di Reynolds e Womersley e regimi nei vasi sanguigni). Equazione di Bernoulli. Sforzo sulle pareti dei vasi sanguigni; effetto della geometria e dell'elasticità dei vasi; accenni alla reologia del sangue. Meccanica e fluidodinamica delle protesi cardiovascolari. Aspetti fluidodinamici dell'apparato respiratorio e di alcune sue patologie. Introduzione alla tribologia applicata alla biomeccanica. Panoramica delle micro e nanotecnologie applicate alle biotecnologie mediche.

Conoscenza di base di calcolo differenziale ed integrale. Verranno svolte delle lezioni integrative per ripassare tali argomenti.

Appunti e trasparenze a cura del docente

Lezioni frontali; progetto finale di gruppo con presentazione

obbligatoria

Esame orale volto a verificare la conoscenza degli argomenti trattati a lezione. Peso circa 40% della valutazione finale. Presentazione di un lavoro di gruppo che approfondisca una ricerca recente di interesse per la biofluidodinamica; questa parte dell'esame conta circa il 60% della valutazione finale ed è volta a verificare la capacità di lavorare in gruppo e di applicare indipendentemente le conoscenze apprese durante il corso e comunicarle.

Fung, Y. C. (2013). Biomechanics: circulation. Springer Science & Business Media. Kundu, P. K., Cohen, I. M., & Dowling, D. R. (2012). Fluid Mechanics, V edizione. Academic Press Caro, C. G., Pedley, T.J., Schroter, R.C., & Seed, W.A. (2012). The mechanics of the circulation. Cambridge University Press. G.R. Barani, M.F. Kiani, S.P. Samuel, “Healthcare and Biomedical Technology in the 21st Century”, Springer 2014 “Basic biomechanics of the musculoskeletal system”, Edited by M. Nordin, V.H. Frankel; Wolters Kluwer, 4th ed., Ch. 3 “Biomechanics of Articular Cartilage" Mow, V.C., Ateshian, G.A. (1997). Lubrication and wear of diarthrodial joints. In V.C. Mow, W.C. Hayes (Eds.). Basic Biomechanics (2nd ed.). Philadelphia: Lippincott–Raven Publishers, 275–315.

Lezioni frontali; progetto finale di gruppo con presentazione