Programma
Principi di ingegneria tissutale ed illustrazione delle principali tecniche di fabbricazione di “scaffolds”. Descrizione delle principali classi di biopolimeri utilizzati nella fabbricazione di scaffolds; esempi pratici. Metodi di reticolazione di biopolimeri. I, Esp. di laboratorio: preparazione di uno scaffold mediante la tecnica delle emulsioni concentrate; II, Esp. di laboratorio: preparazione di uno scaffold mediante la tecnica delle schiume concentrate gas-in-acqua; III, Esp. di laboratorio: preparazione di uno scaffold utilizzando una stampante 3D. Viscosità di soluzioni polimeriche: aspetti teorici. Viscosimetria a capillare. IV Esp di laboratorio: determinazione della viscosità intrinseca e del peso molecolare medio viscosimetrico di un biopolimero; V Esp: esercitazione numerica sul trattamento dei dati sperimentali ottenuti dalle misure di viscosimetri capillare. VI Esp.: esercitazione numerica sulla determinazione del rapporto caratteristico dell’acido ialuronico. Principi di reologia, misure in stato stazionario e oscillatorio di soluzioni di biopolimeri. VII Esp. di laboratorio: comportamento reologico di soluzioni di biopolimeri al variare della concentrazione e determinazione del parametro di “coil overlapping”; VIII Esp. di laboratorio: determinazione del “gel point” di una soluzione biopolimerica soggetta a reticolazione e acquisizione dello spettro meccanico del gel risultante. Cromatografia di permeazione su gel di biopolimeri. IX Esp.: esercitazione numerica sulla determinazione dei pesi molecolari medi numerali, ponderali e dell’indice di polidispersione. Principali spettroscopiche chiro-ottiche per la caratterizzazione di biopolimeri in soluzione. Dispersione ottica rotatoria e dicroismo circolare. X Esp. di laboratorio: registrazione dello spettro di dicroismo circolare (CD) per le varie forme strutturali (random coil, α-elica, β-sheet) della polilisina in soluzione acquosa a differenti pH; XI Esp: esercitazione numerica sulla determinazione delle costanti di legame tra DNA e analoghi sintetici della distamicina (farmaci antiprotozoari e antivirali) mediante spettri di dicroismo circolare;
N.B. Di ogni esperienza gli studenti consegneranno al docente una relazione scritta, che verrà corretta e discussa prima dell’esame finale.
Prerequisiti
Sono essenziali nozioni di base di matematica (calcolo differenziale ed integrale) e fisica.
Testi di riferimento
-Polymer Chemistry – The Basic Concepts
P. C. Hiemenz
-Biophysical Chemistry – Part II e III
C. R. Cantor, P. R. Schimmel
-Dispense del corso
-capitoli di libri e monografie
Frequenza
Tre/quattro lezioni frontali o esercitazioni di laboratorio o numeriche a settimana per un totale di sei/otto ore
Modalità di esame
Il corso prevede una serie di esperienze di laboratorio e numeriche obbligatorie sulla base delle quali gli studenti dovranno stilare una relazione scritta. La valutazione del grado di apprendimento e preparazione degli studenti verrà effettuata in prima analisi su tali elaborati scritti. In particolare verrà giudicata la correttezza delle elaborazioni dei dati sperimentali, chiarezza dell’esposizione, inquadramento teorico dell’esperienza, e capacità critica di estrarre il significato fisico da dati e grafici.
In seconda analisi, gli studenti dovranno affrontare una prova orale che avrà l’obiettivo innanzitutto di verificare che le relazioni presentate siano state effettivamente svolte dal candidato. Inoltre verrà valutato il grado di preparazione ed apprendimento delle teorie alla base delle varie tecniche sperimentali utilizzate nelle esercitazioni di laboratorio. La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente.
Le prova d’esame orale prevede domande sugli argomenti trattati nel corso. Le risposte vengono valutate per completezza di contenuto, capacità di sintesi e collegamenti tra i diversi temi sviluppati durante il corso. Nella valutazione dell'esame la determinazione del voto finale tiene conto dei seguenti elementi:
la base teorica seguita dallo studente per l'esposizione del quesito, la capacità di ragionamento, la proprietà di linguaggio, la chiarezza espositiva e la capacità critica.
La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).
Per superare l'esame lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti del corso. Per conseguire il punteggio massimo (30/30 e lode), lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, essendo in grado di raccordarli in modo logico e coerente, con capacità di correlazione tra comportamento sperimentale e proprietà chimico-fisiche.
Modalità di erogazione
Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali (6 CFU) con l’illustrazione di numerosi esempi applicativi delle tecniche sperimentali oggetto del corso. Sono previste sei esercitazioni numeriche (1 CFU) su specifici argomenti del programma, allo scopo di illustrare alcuni concetti teorici e fornire agli studenti basi comuni per l’elaborazione dei dati sperimentali. Le lezioni frontali si svolgono settimanalmente in aula, con tre lezioni ognuna di due ore, per un totale di 6 ore settimanali e l’esposizione avviene mediante l’utilizzo di diapositive su PowerPoint. Inoltre sono previste numerose esercitazioni di laboratorio (2 CFU) che avverranno negli orari di lezione e in orari da concordare con gli studenti. La frequenza delle lezioni dell’insegnamento frontale non è obbligatoria ma consigliata mentre quelle di laboratorio sono obbligatorie. È fondamentale da parte dello studente una costante attività di studio personale.
