Obiettivi

Fornire allo studente la conoscenza critica di struttura e proprietà dei materiali non metallici utilizzati in ambito biomedico. Descrivere il ruolo che tali materiali occupano nella progettazione di dispositivi biomedici e protesici con riferimento alle problematiche legate alla trasformazione e ai trattamenti superficiali di tali materiali. Fornire conoscenze relative all’interazione dei materiali non metallici con i sistemi biologici. Sviluppare competenze necessarie ad integrarsi in un settore altamente interdisciplinare e in continua evoluzione.

Canali

MARIAGABRIELLA SANTONICOLA MARIAGABRIELLA SANTONICOLA   Scheda docente

Programma

1. Introduzione ai materiali per uso biomedico. Concetti e definizioni di biomateriale, biocompatibilità, bioattività e bioinerzia. Interazioni tra materiali e sistemi biologici. Biodegradabilità.
2. Proprietà di materiali e superfici ad uso biomedico e loro caratterizzazione: proprietà chimiche di superficie e di bulk, proprietà termiche. Caratterizzazione morfologica. Struttura fisica: materiali nanostrutturati e colloidali. Materiali intelligenti e self-healing. Superfici patternate. Analisi di stabilità chimica, analisi di citotossicità.
3. Materiali e rivestimenti polimerici per uso biomedico: classificazione e proprietà tipiche, meccanismi di polimerizzazione, stato fisico, polimeri termoplastici e termoindurenti, principali polimeri per uso biomedico, polimeri biodegradabili.
4. Materiali e rivestimenti ceramici per uso biomedico: struttura e proprietà; ceramiche bioinerti, bioattive e bioriassorbibili; preparazione di biomateriali ceramici avanzati e nanostrutturati, metodi di deposizione di rivestimenti ceramici sottili; bioceramiche, vetri biologici o biovetri.
5. Materiali e rivestimenti a base di carbonio per uso biomedico: carbonio e sue forme allotropiche, deposizione di carbonio pirolitico, biocompatibilità e emocompatibilità del carbonio pirolitico. Nanomateriali a base di carbonio per il drug delivery. Problemi di citotossicità, caratterizzazione tossicologica.
6. Materiali compositi per uso biomedico: classificazione e proprietà, materiali compositi a matrice polimerica, fibre e nanostrutture di carbonio come fillers. Materiali compositi nella moderna medicina ortopedica e in dispositivi protesici.
7. Applicazioni di materiali non metallici in ambito biomedico: materiali per protesi cardiovascolari e ortopediche, idrogeli per lenti a contatto/intraoculari e rilascio controllato di farmaci, materiali bioattivi per dispositivi diagnostici e biosensori, materiali biocompatibili per ingegneria tissutale.

Sono parte del corso dimostrazioni di laboratorio sotto la guida del docente. Le dimostrazioni di laboratorio riguarderanno la sintesi e la caratterizzazione di materiali polimerici e compositi ad uso biomedico (analisi termica mediante calorimetro a scansione differenziale, analisi di biocompatibilità mediante misure di angolo di contatto ed energia superficiale, preparazione di idrogeli e materiali soffici biocompatibili).

Testi adottati

• Ratner B. D., Hoffman A. S., et al., “Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine”, 3 Ed., Academic Press, 2012
• Di Bello C., Bagno A., “Biomateriali. Dalla Scienza dei Materiali alle Applicazioni Cliniche”, 2 Ed., Patron Editore, 2016

Bibliografia di riferimento

Slides e dispense del docente

Prerequisiti

n/a

Modalità di valutazione

La prova orale consiste nella verifica dell'apprendimento degli argomenti svolti durante le lezioni e nell'analisi critica di un articolo di ricerca originale e recente a scelta dello studente. La valutazione sarà effettuata per ciascun argomento (valutazione in trentesimi): conoscenza minima (valutazione tra 18 e 20); conoscenza media (21-23); capacità di applicare la conoscenza in maniera sufficiente (24-25); buona capacità di applicare la conoscenza (26-28); capacità di applicare la conoscenza in maniera eccellente con buone capacità di comunicazione e senso critico (29-30).

Data inizio prenotazione Data fine prenotazione Data appello
01/12/2021 23/01/2022 24/01/2022
01/01/2022 07/02/2022 14/02/2022
01/01/2022 22/03/2022 29/03/2022
01/01/2022 07/06/2022 14/06/2022
01/01/2022 12/07/2022 19/07/2022
01/01/2022 13/09/2022 20/09/2022
21/09/2022 26/10/2022 02/11/2022
01/01/2023 17/01/2023 24/01/2023
Scheda insegnamento
  • Anno accademico: 2021/2022
  • Curriculum: Biomateriali (percorso valido anche ai fini del conseguimento del doppio titolo italo-venezuelano)
  • Anno: Primo anno
  • Semestre: Primo semestre
  • Insegnamento:
    10600007 - MATERIALI E SUPERFICI PER USO BIOMEDICO
  • SSD: ING-IND/22
  • CFU: 6
Caratteristiche
  • Attività formative affini ed integrative
  • Ambito disciplinare: Attività formative affini o integrative
  • Ore Aula: 60
  • CFU: 6
  • SSD: ING-IND/22