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Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori

01QHGMV

A.A. 2019/20

2018/19

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Bioreattori)

Il corso si compone di due moduli: Ingegneria per la Medicina Rigenerativa e Bioreattori Il modulo di INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA è finalizzato a fornire agli studenti elementi conoscitivi sulle strategie di Medicina Rigenerativa, in particolare inerenti allo sviluppo di: • materiali biocompatibili tessuto-specifici • scaffold biomimetici rispetto alla matrice extracellulare del tessuto da rigenerare • sistemi per il rilascio di farmaci/fattori bioattivi • strategie per la terapia cellulare. Durante il corso saranno illustrate le soluzioni più recenti di ingegneria tissutale, con particolare riferimento ad applicazioni cardiovascolari, quali gli stent bioriassorbibili di ultima generazione e gli scaffold e gli idrogeli iniettabili per la rigenerazione del miocardio. Saranno inoltre illustrate le norme per la certificazione dei prodotti biomedicali oggetto di studio durante il corso. Sono anche previste 9 ore di attività di laboratorio (previa suddivisione degli studenti del corso in 4 squadre) sulla preparazione di scaffold e la loro caratterizzazione meccanica e morfologica. Il modulo di BIOREATTORI tratta la progettazione di dispositivi per la coltura dinamica di cellule/tessuti (bioreattori) e le tecniche di coltura cellulare statiche e dinamiche (bioreattori). Durante il corso, saranno presentate le soluzioni più recenti di ingegneria tissutale, finalizzate alla rigenerazione di vari tessuti (nervo, miocardio, vasi, pelle, osso, etc.).

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Ingegneria per la medicina rigenerativa)

Il corso si compone di due moduli: Ingegneria per la Medicina Rigenerativa e Bioreattori Il modulo di INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA è finalizzato a fornire agli studenti elementi conoscitivi sulle strategie di Medicina Rigenerativa, in particolare inerenti allo sviluppo di: • materiali biocompatibili tessuto-specifici • scaffold biomimetici rispetto alla matrice extracellulare del tessuto da rigenerare • sistemi per il rilascio di farmaci/fattori bioattivi • strategie per la terapia cellulare. Durante il corso saranno illustrate le soluzioni più recenti di ingegneria tissutale, con particolare riferimento ad applicazioni cardiovascolari, quali gli stent bioriassorbibili di ultima generazione e gli scaffold e gli idrogeli iniettabili per la rigenerazione del miocardio. Saranno inoltre illustrate le norme per la certificazione dei prodotti biomedicali oggetto di studio durante il corso. Sono anche previste 9 ore di attività di laboratorio (previa suddivisione degli studenti del corso in 4 squadre) sulla preparazione di scaffold e la loro caratterizzazione meccanica e morfologica. Il modulo di BIOREATTORI tratta la progettazione di dispositivi per la coltura dinamica di cellule/tessuti (bioreattori) e le tecniche di coltura cellulare statiche e dinamiche (bioreattori). Durante il corso, saranno presentate le soluzioni più recenti di ingegneria tissutale, finalizzate alla rigenerazione di vari tessuti (nervo, miocardio, vasi, pelle, osso, etc.).

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Bioreattori)

The course consistes of two moduli: Engineering for Regenerative Medicine and Bioreactors. ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE is aimed at providing the students with cognitive elements on Regenerative Medicine strategies, such as the design of: • tissue-specific biocompatible materials • biomimetic scaffolds respect to the tissue extracellular matrix • systems for drug/bioactive factors delivery • cell therapy strategies. During the course, the newest solutions for tissue engineering, aimed at the regeneration of various tissues will be presented with particular reference to the cardiovascular applications, such as bioresorbable stents and scaffolds and hydrogels for myocardial regeneration. The regulation for the preclinical and clinical validation of biomedical products will also be illustrated. Nine hours will be dedicated to lab activity (in 4 groups) and will involve the preparation of scaffolds and their morphological and mechanical characterisation. BIOREACTORS deals with the design of devices for the dynamic culture of cells and tissue (bioreactors) and the techniques for the static cell and dynamic (bioreactors) cell culture. During the course, the most recent tissue engineering solutions will be presented, aimed at the regeneration of different tissues (nerve, miocardimu, blood vessels, skin, bone, etc.).

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Ingegneria per la medicina rigenerativa)

The course consistes of two moduli: Engineering for Regenerative Medicine and Bioreactors. ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE is aimed at providing the students with cognitive elements on Regenerative Medicine strategies, such as the design of: • tissue-specific biocompatible materials • biomimetic scaffolds respect to the tissue extracellular matrix • systems for drug/bioactive factors delivery • cell therapy strategies. During the course, the newest solutions for tissue engineering, aimed at the regeneration of various tissues will be presented with particular reference to the cardiovascular applications, such as bioresorbable stents and scaffolds and hydrogels for myocardial regeneration. The regulation for the preclinical and clinical validation of biomedical products will also be illustrated. Nine hours will be dedicated to lab activity (in 4 groups) and will involve the preparation of scaffolds and their morphological and mechanical characterisation. BIOREACTORS deals with the design of devices for the dynamic culture of cells and tissue (bioreactors) and the techniques for the static cell and dynamic (bioreactors) cell culture. During the course, the most recent tissue engineering solutions will be presented, aimed at the regeneration of different tissues (nerve, miocardimu, blood vessels, skin, bone, etc.).

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Bioreattori)

INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA Conoscenze: Conoscenza sui materiali adoperati in Medicina Rigenerativa (principalmente polimeri e materiali inorganici) Conoscenza sulle interazioni cellula-matrice extracellulare, cellula-cellula, cellula-fattori di crescita, funzionale ad apprendere i principi per la progettazione di soluzioni biomimetiche per l’ingegneria dei tessuti Conoscenza sulle tecniche per la produzione degli scaffold (tecniche convenzionali e di prototipazione rapida) Conoscenze sui metodi per la funzionalizzazione chimica e la progettazione meccanica e strutturale degli scaffold. Conoscenze di terapia cellulare con cellule staminali Conoscenza sulle principali soluzioni applicate clinicamente e in fase di ricerca per la rigenerazione di alcuni tessuti, con particolare riferimento al miocardio. Conoscenza sulle norme da seguire per la validazione preclinica e clinica delle soluzioni di Medicina Rigenerativa Conoscenza delle norme di sicurezza per l’accesso ai laboratori in previsione delle esercitazioni pratiche Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Capacità di elaborare soluzioni per la rigenerazione di specifici tessuti, mediante la combinazione critica delle strategie di Medicina Rigenerativa affrontate durante il corso. Capacità di selezionare le tecniche più appropriate per la preparazione di scaffold con determinate specifiche in termini di struttura e composizione. Abilità nella progettazione e ingegnerizzazione di sistemi per la medicina rigenerativa Applicazione dei concetti appresi, per ingegnerizzare nuove soluzioni nell’ingegneria dei tessuti e nella medicina rigenerativa. Capacità di comprensione di lavori di letteratura scientifica. Questo insegnamento contribuisce a sviluppare l’analisi critica, l'autonomia di giudizio e la capacità di proporre soluzioni innovative da parte degli studenti mediante una partecipazione attiva alle lezioni e alle esercitazioni. BIOREATTORI Conoscenza e capacità di comprensione: Conoscenza dei vantaggi dell’uso di un bioreattore rispetto alle tecniche di coltura tradizionali Conoscenza dei requisiti di progetto di un bioreattore conforme alla buona pratica di laboratorio Conoscenza dei sottosistemi costituenti un bioreattore (stimolazione fisica, perfusione, monitoraggio e controllo) Conoscenza dei fenomeni di trasporto e consumo in bioreattore Conoscenza delle metodologie di progettazione e relativi software Conoscenza delle tecniche di fabbricazione Conoscenza delle soluzioni tecnologiche più innovative applicate in fase di ricerca per espansione cellulare, produzione di tessuti ingegnerizzati, studi di comportamento cellulare, studi di sviluppo tissutale, analisi di farmaci (drug screening) e modellazione in vitro di patologie (in vitro disease modeling) Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Capacità di pianificare l’attività di progettazione di un bioreattore Capacità di stabilire le esigenze di progettazione e i requisiti di progetto di un bioreattore in base al tessuto biologico sotto studio Capacità di progettare un bioreattore mediante la combinazione critica degli strumenti teorici, numerici e sperimentali forniti durante il corso L'insegnamento contribuisce a sviluppare l’analisi critica, l'autonomia di giudizio e la capacità di proporre soluzioni innovative da parte degli studenti mediante una frequente attività di laboratorio e di discussione in aula orientata alla applicazione pratica delle nozioni introdotte a lezione.

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Ingegneria per la medicina rigenerativa)

INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA Conoscenze: Conoscenza sui materiali adoperati in Medicina Rigenerativa (principalmente polimeri e materiali inorganici) Conoscenza sulle interazioni cellula-matrice extracellulare, cellula-cellula, cellula-fattori di crescita, funzionale ad apprendere i principi per la progettazione di soluzioni biomimetiche per l’ingegneria dei tessuti Conoscenza sulle tecniche per la produzione degli scaffold (tecniche convenzionali e di prototipazione rapida) Conoscenze sui metodi per la funzionalizzazione chimica e la progettazione meccanica e strutturale degli scaffold. Conoscenze di terapia cellulare con cellule staminali Conoscenza sulle principali soluzioni applicate clinicamente e in fase di ricerca per la rigenerazione di alcuni tessuti, con particolare riferimento al miocardio. Conoscenza sulle norme da seguire per la validazione preclinica e clinica delle soluzioni di Medicina Rigenerativa Conoscenza delle norme di sicurezza per l’accesso ai laboratori in previsione delle esercitazioni pratiche Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Capacità di elaborare soluzioni per la rigenerazione di specifici tessuti, mediante la combinazione critica delle strategie di Medicina Rigenerativa affrontate durante il corso. Capacità di selezionare le tecniche più appropriate per la preparazione di scaffold con determinate specifiche in termini di struttura e composizione. Abilità nella progettazione e ingegnerizzazione di sistemi per la medicina rigenerativa Applicazione dei concetti appresi, per ingegnerizzare nuove soluzioni nell’ingegneria dei tessuti e nella medicina rigenerativa. Capacità di comprensione di lavori di letteratura scientifica. Questo insegnamento contribuisce a sviluppare l’analisi critica, l'autonomia di giudizio e la capacità di proporre soluzioni innovative da parte degli studenti mediante una partecipazione attiva alle lezioni e alle esercitazioni. BIOREATTORI Conoscenza e capacità di comprensione: Conoscenza dei vantaggi dell’uso di un bioreattore rispetto alle tecniche di coltura tradizionali Conoscenza dei requisiti di progetto di un bioreattore conforme alla buona pratica di laboratorio Conoscenza dei sottosistemi costituenti un bioreattore (stimolazione fisica, perfusione, monitoraggio e controllo) Conoscenza dei fenomeni di trasporto e consumo in bioreattore Conoscenza delle metodologie di progettazione e relativi software Conoscenza delle tecniche di fabbricazione Conoscenza delle soluzioni tecnologiche più innovative applicate in fase di ricerca per espansione cellulare, produzione di tessuti ingegnerizzati, studi di comportamento cellulare, studi di sviluppo tissutale, analisi di farmaci (drug screening) e modellazione in vitro di patologie (in vitro disease modeling) Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Capacità di pianificare l’attività di progettazione di un bioreattore Capacità di stabilire le esigenze di progettazione e i requisiti di progetto di un bioreattore in base al tessuto biologico sotto studio Capacità di progettare un bioreattore mediante la combinazione critica degli strumenti teorici, numerici e sperimentali forniti durante il corso L'insegnamento contribuisce a sviluppare l’analisi critica, l'autonomia di giudizio e la capacità di proporre soluzioni innovative da parte degli studenti mediante una frequente attività di laboratorio e di discussione in aula orientata alla applicazione pratica delle nozioni introdotte a lezione.

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Bioreattori)

ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE Knowledge and understanding: Knowledge on materials used in Regenerative Medicine (mainly polymers and inorganic materials) Knowledge on cell-extracellular matrix, cell-cell, cell-growth factors interactions, that are functional for learning the principles for the design of biomimetic solutions for tissue engineering. Knowledge on the techniques for the preparation of the scaffolds (conventional and rapid prototyping techniques) Knowledge on chemical functionalization methods and mechanical and structural design of the scaffold Knowledge of cell therapy (stem cells) Knowledge on the main solutions applied clinically or tested in the scientific research for the regeneration of a few tissues, with reference to the regeneration of myocardium. Knowledge on the regulations for the preclinical and clinical validation of biomedical devices in regenerative medicine. Knowledge on the lab security rules before starting the lab activity during the course Applying knowledge and understanding: Ability to deal with problems of tissue regeneration, through the critical combination of the current strategies of Regenerative Medicine, addressed during the course Ability to select the most proper techniques for the preparation of scaffolds satisfying certain requirements in terms of structure and composition. Ability to understand scientific articles Ability in the design and engineering of systems for regenerative medicine Application of the concepts learned, to engineer new solutions for tissue engineering and regenerative medicine. This course helps to develop critical analysis, the independence of judgment and the ability to propose innovative solutions to the students through active participation in lectures and exercises. BIOREACTORS Knowledge and understanding: Knowledge of advantages of using a bioreactor compared to conventional culture techniques Knowledge of requirements for bioreactors design, in compliance with Good Laboratory Practice Knowledge of bioreactor subsystems Knowledge of transport and consumption phenomena in bioreactor Knowledge of design methodologies and associated software Knowledge of manufacturing techniques Knowledge of the most innovative technological solutions applied in research for cell expansion, production of engineered tissues, cell behavior studies, tissue development studies, analysis of drugs (drug screening) and in vitro modeling of diseases (in vitro disease modeling) Ability to apply knowledge and understanding: Ability to plan the design phase of a bioreactor Ability to define the bioreactor design requirements depending on the biological tissue under study Ability to design a bioreactor through the critical combination of theoretical, numerical and experimental provided during the course The course stimulates students to develop critical analysis, independence of judgment and the ability to propose innovative solutions through laboratory and classroom practice-oriented applications and discussions of the concepts introduced during the lectures.

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ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE Knowledge and understanding: Knowledge on materials used in Regenerative Medicine (mainly polymers and inorganic materials) Knowledge on cell-extracellular matrix, cell-cell, cell-growth factors interactions, that are functional for learning the principles for the design of biomimetic solutions for tissue engineering. Knowledge on the techniques for the preparation of the scaffolds (conventional and rapid prototyping techniques) Knowledge on chemical functionalization methods and mechanical and structural design of the scaffold Knowledge of cell therapy (stem cells) Knowledge on the main solutions applied clinically or tested in the scientific research for the regeneration of a few tissues, with reference to the regeneration of myocardium. Knowledge on the regulations for the preclinical and clinical validation of biomedical devices in regenerative medicine. Knowledge on the lab security rules before starting the lab activity during the course Applying knowledge and understanding: Ability to deal with problems of tissue regeneration, through the critical combination of the current strategies of Regenerative Medicine, addressed during the course Ability to select the most proper techniques for the preparation of scaffolds satisfying certain requirements in terms of structure and composition. Ability to understand scientific articles Ability in the design and engineering of systems for regenerative medicine Application of the concepts learned, to engineer new solutions for tissue engineering and regenerative medicine. This course helps to develop critical analysis, the independence of judgment and the ability to propose innovative solutions to the students through active participation in lectures and exercises. BIOREACTORS Knowledge and understanding: Knowledge of advantages of using a bioreactor compared to conventional culture techniques Knowledge of requirements for bioreactors design, in compliance with Good Laboratory Practice Knowledge of bioreactor subsystems Knowledge of transport and consumption phenomena in bioreactor Knowledge of design methodologies and associated software Knowledge of manufacturing techniques Knowledge of the most innovative technological solutions applied in research for cell expansion, production of engineered tissues, cell behavior studies, tissue development studies, analysis of drugs (drug screening) and in vitro modeling of diseases (in vitro disease modeling) Ability to apply knowledge and understanding: Ability to plan the design phase of a bioreactor Ability to define the bioreactor design requirements depending on the biological tissue under study Ability to design a bioreactor through the critical combination of theoretical, numerical and experimental provided during the course The course stimulates students to develop critical analysis, independence of judgment and the ability to propose innovative solutions through laboratory and classroom practice-oriented applications and discussions of the concepts introduced during the lectures.

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Bioreattori)

INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA Conoscenze di base di chimica generale, chimica organica e biochimica. Conoscenze di base di scienza e tecnologia dei materiali inorganici e polimerici. Conoscenze di base di biologia e fisiologia cellulare. Conoscenze di base delle tecniche per la determinazione delle proprietà superficiali e massive dei materiali. BIOREATTORI Conoscenze di bioingegneria cellulare Conoscenze di bioingegneria meccanica Conoscenze di disegno tecnico Conoscenze di meccanica dei fluidi

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INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA Conoscenze di base di chimica generale, chimica organica e biochimica. Conoscenze di base di scienza e tecnologia dei materiali inorganici e polimerici. Conoscenze di base di biologia e fisiologia cellulare. Conoscenze di base delle tecniche per la determinazione delle proprietà superficiali e massive dei materiali. BIOREATTORI Conoscenze di bioingegneria cellulare Conoscenze di bioingegneria meccanica Conoscenze di disegno tecnico Conoscenze di meccanica dei fluidi

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Bioreattori)

ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE Knowledge of general chemistry, organic chemistry, biochemistry Basic knowledge of inorganic and polymeric material science and technology Basic knowledge on cell biology and physiology Basic knowledge on the techniques for the determination of bulk and surface properties of materials BIOREACTORS Knowledge on cell bioengineering Knowledge on mechanical bioengineering Knowledge on technical drawing Knowledge on fluid mechanics

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Ingegneria per la medicina rigenerativa)

ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE Knowledge of general chemistry, organic chemistry, biochemistry Basic knowledge of inorganic and polymeric material science and technology Basic knowledge on cell biology and physiology Basic knowledge on the techniques for the determination of bulk and surface properties of materials BIOREACTORS Knowledge on cell bioengineering Knowledge on mechanical bioengineering Knowledge on technical drawing Knowledge on fluid mechanics

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Bioreattori)

INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA Il modulo di Ingegneria per la medicina rigenerativa ha il fine di fornire agli studenti competenze nel campo della progettazione e realizzazione di "scaffold", substrati tri-dimensionali porosi per applicazioni nell’ambito della medicina rigenerativa. Dopo un’iniziale introduzione sui principi di comunicazione cellulare, verranno analizzati i criteri generali di progettazione degli scaffold: funzionalizzazione chimica con molecole bioattive, progettazione meccanica e strutturale. Verranno successivamente presentate le principali linee di ricerca dell’ingegneria tissutale per la rigenerazione di diversi tessuti biologici. Saranno descritte le caratteristiche e le potenzialità delle cellule staminali con riferimento ad alcune delle attuali strategie di medicina rigenerativa che le utilizzano, tra le quali verrà analizzata in maggiore dettaglio la terapia cellulare del miocardio. Parte del corso sarà dedicata alle strategie per il trattamento delle patologie cardiovascolari (stent cardiovascolari; scaffold/idrogeli per il trattamento del miocardio infartuato) che rappresentano la principale causa di morte nei paesi industrializzati. Infine, verranno illustrate le norme per la validazione preclinica e clinica dei dispositivi biomedicali. Saranno inoltre illustrati alcuni progetti di ricerca di Medicina Rigenerativa attualmente in corso presso il Politecnico di Torino. BIOREATTORI Il corso ha il fine di fornire agli studenti competenze nel campo della progettazione e realizzazione di dispositivi per coltura dinamica di cellule/tessuti (bioreattori) per applicazioni nell’ambito della medicina rigenerativa. In dettaglio, durante le lezioni in aula con proiezione di slide, verranno presentate e analizzate le soluzioni tecnologiche più avanzate in funzione dei diversi utilizzi (espansione cellulare, produzione di tessuti ingegnerizzati, sistemi modello per studio di farmaci o malattie) e dei diversi tessuti biologici coltivati (es. tessuto osseo/cartilagineo, vascolare, cardiaco). Saranno analizzati in dettaglio i sottosistemi, e relativi materiali e componenti, costituenti il sistema bioreattore. Verranno illustrate le diverse fasi di progettazione e di realizzazione di un bioreattore, con particolare attenzione rivolta alla identificazione dei requisiti di progetto, alle metodologie adottate a supporto della progettazione e alle tecniche di fabbricazione. Saranno infine analizzati i fenomeni di trasporto e consumo che si sviluppano all’interno di un bioreattore. Nel corso delle esercitazioni in laboratorio, saranno presentati e utilizzati due software commerciali di progettazione (CAD e modellazione multifisica). Gli studenti, organizzati in gruppi e supportati da una continua interazione con il docente durante le esercitazioni in aula, utilizzeranno tali software per sviluppare una soluzione progettuale di bioreattore (progetto). Visite guidate in laboratorio consentiranno agli studenti di osservare gli aspetti pratici del processo di progettazione e ottimizzazione.

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INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA Il modulo di Ingegneria per la medicina rigenerativa ha il fine di fornire agli studenti competenze nel campo della progettazione e realizzazione di "scaffold", substrati tri-dimensionali porosi per applicazioni nell’ambito della medicina rigenerativa. Dopo un’iniziale introduzione sui principi di comunicazione cellulare, verranno analizzati i criteri generali di progettazione degli scaffold: funzionalizzazione chimica con molecole bioattive, progettazione meccanica e strutturale. Verranno successivamente presentate le principali linee di ricerca dell’ingegneria tissutale per la rigenerazione di diversi tessuti biologici. Saranno descritte le caratteristiche e le potenzialità delle cellule staminali con riferimento ad alcune delle attuali strategie di medicina rigenerativa che le utilizzano, tra le quali verrà analizzata in maggiore dettaglio la terapia cellulare del miocardio. Parte del corso sarà dedicata alle strategie per il trattamento delle patologie cardiovascolari (stent cardiovascolari; scaffold/idrogeli per il trattamento del miocardio infartuato) che rappresentano la principale causa di morte nei paesi industrializzati. Infine, verranno illustrate le norme per la validazione preclinica e clinica dei dispositivi biomedicali. Saranno inoltre illustrati alcuni progetti di ricerca di Medicina Rigenerativa attualmente in corso presso il Politecnico di Torino. BIOREATTORI Il corso ha il fine di fornire agli studenti competenze nel campo della progettazione e realizzazione di dispositivi per coltura dinamica di cellule/tessuti (bioreattori) per applicazioni nell’ambito della medicina rigenerativa. In dettaglio, durante le lezioni in aula con proiezione di slide, verranno presentate e analizzate le soluzioni tecnologiche più avanzate in funzione dei diversi utilizzi (espansione cellulare, produzione di tessuti ingegnerizzati, sistemi modello per studio di farmaci o malattie) e dei diversi tessuti biologici coltivati (es. tessuto osseo/cartilagineo, vascolare, cardiaco). Saranno analizzati in dettaglio i sottosistemi, e relativi materiali e componenti, costituenti il sistema bioreattore. Verranno illustrate le diverse fasi di progettazione e di realizzazione di un bioreattore, con particolare attenzione rivolta alla identificazione dei requisiti di progetto, alle metodologie adottate a supporto della progettazione e alle tecniche di fabbricazione. Saranno infine analizzati i fenomeni di trasporto e consumo che si sviluppano all’interno di un bioreattore. Nel corso delle esercitazioni in laboratorio, saranno presentati e utilizzati due software commerciali di progettazione (CAD e modellazione multifisica). Gli studenti, organizzati in gruppi e supportati da una continua interazione con il docente durante le esercitazioni in aula, utilizzeranno tali software per sviluppare una soluzione progettuale di bioreattore (progetto). Visite guidate in laboratorio consentiranno agli studenti di osservare gli aspetti pratici del processo di progettazione e ottimizzazione.

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ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE The modulus of Engineering For Regenerative Medicine has the aim to provide students with competences in the field of the design and preparation of scaffolds, porous tri-dimensional substrates for applications in the field of regenerative medicine. After an initial introduction on the principles of cell communication, the general criteria for scaffold engineering will be shown: chemical functionalisation with bioactive molecules, as well as mechanical and structural design. The main research approaches for the regeneration of different tissues will be shown. Stem cells will be described together with their potentialities, with reference to some of the current stem cell-based Regenerative Medicine strategies, including cell therapies for myocardial regeneration. Part of the course will be dedicated to the strategies for the treatment of cardiovascular pathologies (cardiovascular stents, scaffolds/hydrogels for myocardial treatment), as such diseases are the main mortality cause in the industrialised world. The international rules for the preclinical and clinical validation of biomedical devices will be shown. Finally, main Politecnico di Torino research projects on Regenerative Medicine will be also described. BIOREACTORS The course aims to provide students with skills to design and manufacture devices for dynamic cell/tissue culture (bioreactors) for regenerative medicine applications. In detail, during the lectures with projection of slides, the most advanced technological solutions of bioreactors adopted for several applications (cell expansion, engineered tissue production, model systems for drug screening and disease modeling) and for different biological tissues (e.g., bone/cartilage tissue, vascular tissue, cardiac tissue). Bioreactor subsystems, with focus on materials and components, will be illustrated. The different phases of design and construction of a bioreactor will be analyzed, with focus on the identification of the design requirements, the methods applied to support the design and the manufacturing techniques. Transport phenomena establishing within a bioreactor will be analyzed. During lab practice, two commercial software supporting the design phase will be presented and used (CAD and multi-physics modeling). Organized in groups and supported by a constant interaction with the teacher during the classrooms practices, the students will use these software for developing a bioreactor design solution (project). Guided visits to the laboratory will allow students to observe the practical aspects of bioreactor design and optimization process.

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ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE The modulus of Engineering For Regenerative Medicine has the aim to provide students with competences in the field of the design and preparation of scaffolds, porous tri-dimensional substrates for applications in the field of regenerative medicine. After an initial introduction on the principles of cell communication, the general criteria for scaffold engineering will be shown: chemical functionalisation with bioactive molecules, as well as mechanical and structural design. The main research approaches for the regeneration of different tissues will be shown. Stem cells will be described together with their potentialities, with reference to some of the current stem cell-based Regenerative Medicine strategies, including cell therapies for myocardial regeneration. Part of the course will be dedicated to the strategies for the treatment of cardiovascular pathologies (cardiovascular stents, scaffolds/hydrogels for myocardial treatment), as such diseases are the main mortality cause in the industrialised world. The international rules for the preclinical and clinical validation of biomedical devices will be shown. Finally, main Politecnico di Torino research projects on Regenerative Medicine will be also described. BIOREACTORS The course aims to provide students with skills to design and manufacture devices for dynamic cell/tissue culture (bioreactors) for regenerative medicine applications. In detail, during the lectures with projection of slides, the most advanced technological solutions of bioreactors adopted for several applications (cell expansion, engineered tissue production, model systems for drug screening and disease modeling) and for different biological tissues (e.g., bone/cartilage tissue, vascular tissue, cardiac tissue). Bioreactor subsystems, with focus on materials and components, will be illustrated. The different phases of design and construction of a bioreactor will be analyzed, with focus on the identification of the design requirements, the methods applied to support the design and the manufacturing techniques. Transport phenomena establishing within a bioreactor will be analyzed. During lab practice, two commercial software supporting the design phase will be presented and used (CAD and multi-physics modeling). Organized in groups and supported by a constant interaction with the teacher during the classrooms practices, the students will use these software for developing a bioreactor design solution (project). Guided visits to the laboratory will allow students to observe the practical aspects of bioreactor design and optimization process.

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INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA Lezioni in aula con proiezione di slides Esercitazioni in aula Visite guidate in laboratorio Esercitazioni in laboratorio suddivisi in 4 squadre: preparazione di scaffold e loro caratterizzazione BIOREATTORI Lezioni in aula con proiezione di slide Esercitazioni in laboratorio a gruppi con software commerciali di progettazione (frequenza obbligatoria) Esercitazioni in aula a gruppi per discussione progetto Visite guidate in laboratorio

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INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA Lezioni in aula con proiezione di slides Esercitazioni in aula Visite guidate in laboratorio Esercitazioni in laboratorio suddivisi in 4 squadre: preparazione di scaffold e loro caratterizzazione BIOREATTORI Lezioni in aula con proiezione di slide Esercitazioni in laboratorio a gruppi con software commerciali di progettazione (frequenza obbligatoria) Esercitazioni in aula a gruppi per discussione progetto Visite guidate in laboratorio

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ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE Lectures with projection of slides Classroom exercises Guided visits in the laboratory Practical activity in the lab divided into 4 groups: preparation of scaffolds and their characterisation BIOREACTORS Lectures with projection of slides Lab practices in groups with commercial design software (attendance is mandatory) Classroom practices in groups for project discussion Guided visits to the laboratory

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ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE Lectures with projection of slides Classroom exercises Guided visits in the laboratory Practical activity in the lab divided into 4 groups: preparation of scaffolds and their characterisation BIOREACTORS Lectures with projection of slides Lab practices in groups with commercial design software (attendance is mandatory) Classroom practices in groups for project discussion Guided visits to the laboratory

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INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA Slides presentate a lezione Articoli scientifici di approfondimento forniti dal docente BIOREATTORI Slide/dispense presentate a lezione/esercitazione e successivamente caricate sul portale Articoli scientifici di approfondimento caricati sul portale

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INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA Slides presentate a lezione Articoli scientifici di approfondimento forniti dal docente BIOREATTORI Slide/dispense presentate a lezione/esercitazione e successivamente caricate sul portale Articoli scientifici di approfondimento caricati sul portale

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ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE Slides presented in class Scientific articles uploaded to the portal BIOREACTORS Slides/lecture notes presented in lectures/tutorials and successively uploaded on the portal Scientific articles uploaded on the portal

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ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE Slides presented in class Scientific articles uploaded to the portal BIOREACTORS Slides/lecture notes presented in lectures/tutorials and successively uploaded on the portal Scientific articles uploaded on the portal

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Modalità di esame: prova scritta;

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Modalità di esame: prova scritta;

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INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA L'esame è scritto e prevede 8 domande da 4 punti ciascuna (in parte chiuse e in parte aperte) e ha una durata di 2 ore. E’ prevista una domanda inerente alle attività pratiche svolte in laboratorio; tre domande verificano l'abilità dello studente di sfruttare le conoscenze acquisite per progettare scaffold rispondenti a specifiche particolari; le restanti quattro domande verificano le conoscenze acquisite dagli studenti. Non è possibile consultare nessun testo in fase d’esame. L'esame viene superato con una votazione minima di 18. Il voto massimo (30L) si consegue con un punteggio di almeno 30.5. L’esame ha l’obiettivo di verificare le conoscenze apprese (domande di esame aperte e chiuse) e anche la capacità di rielaborarle per lo sviluppo di scaffold e funzionalizzazioni di scaffold in grado di soddisfare le specifiche tecniche richieste (domande aperte). I risultati dell’esame vengono comunicati sul portale della didattica, insieme alla data in cui gli studenti possono visionare il compito e chiedere chiarimenti. BIOREATTORI L’esame mira a verificare l'acquisizione delle conoscenze e delle capacità obiettivo dell'insegnamento e sarà costituito da: 1. Progetto (max 15 punti). Il progetto è svolto in gruppi di max 4 studenti e riguarda lo sviluppo di una soluzione progettuale di bioreattore in funzione del tessuto biologico indicato all’inizio del corso. Il progetto deve contenere una introduzione alla motivazione clinica, i requisiti di progetto del bioreattore, i disegni tecnici del bioreattore e i risultati della modellazione multifisica. Il progetto deve essere presentato oralmente da ogni gruppo tramite la discussione di 10 slide. 2. Prova scritta (max 17 punti). La prova verte su tutto il programma del corso (lezioni ed esercitazioni), dura 2 ore ed è composta da 3/4 domande (aperte e a risposta multipla). Durante lo svolgimento dell'esame non è consentito consultare materiale didattico o altri testi e non è ammesso portare in aula dispositivi multimediali. La valutazione del progetto viene fatta considerando la capacità di applicare le conoscenze acquisite nel corso delle lezioni, la fattibilità, la funzionalità e l'originalità della soluzione proposta, e la capacità di utilizzo dei software. La valutazione della prova scritta viene fatta considerando la correttezza delle risposte, la pertinenza delle informazioni fornite, la capacità di rispondere in modo chiaro, preciso e razionale, con proprietà di linguaggio e motivando adeguatamente le argomentazioni prodotte. La valutazione finale è data dalla somma dei punteggi ottenuti con il progetto e con la prova scritta, l’esame è superato se tale somma è pari ad almeno 18/30. I risultati dell’esame vengono comunicati sul portale della didattica, insieme alla data in cui gli studenti possono visionare il compito e chiedere chiarimenti.

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Ingegneria per la medicina rigenerativa)

INGEGNERIA PER LA MEDICINA RIGENERATIVA L'esame è scritto e prevede 8 domande da 4 punti ciascuna (in parte chiuse e in parte aperte) e ha una durata di 2 ore. E’ prevista una domanda inerente alle attività pratiche svolte in laboratorio; tre domande verificano l'abilità dello studente di sfruttare le conoscenze acquisite per progettare scaffold rispondenti a specifiche particolari; le restanti quattro domande verificano le conoscenze acquisite dagli studenti. Non è possibile consultare nessun testo in fase d’esame. L'esame viene superato con una votazione minima di 18. Il voto massimo (30L) si consegue con un punteggio di almeno 30.5. L’esame ha l’obiettivo di verificare le conoscenze apprese (domande di esame aperte e chiuse) e anche la capacità di rielaborarle per lo sviluppo di scaffold e funzionalizzazioni di scaffold in grado di soddisfare le specifiche tecniche richieste (domande aperte). I risultati dell’esame vengono comunicati sul portale della didattica, insieme alla data in cui gli studenti possono visionare il compito e chiedere chiarimenti. BIOREATTORI L’esame mira a verificare l'acquisizione delle conoscenze e delle capacità obiettivo dell'insegnamento e sarà costituito da: 1. Progetto (max 15 punti). Il progetto è svolto in gruppi di max 4 studenti e riguarda lo sviluppo di una soluzione progettuale di bioreattore in funzione del tessuto biologico indicato all’inizio del corso. Il progetto deve contenere una introduzione alla motivazione clinica, i requisiti di progetto del bioreattore, i disegni tecnici del bioreattore e i risultati della modellazione multifisica. Il progetto deve essere presentato oralmente da ogni gruppo tramite la discussione di 10 slide. 2. Prova scritta (max 17 punti). La prova verte su tutto il programma del corso (lezioni ed esercitazioni), dura 2 ore ed è composta da 3/4 domande (aperte e a risposta multipla). Durante lo svolgimento dell'esame non è consentito consultare materiale didattico o altri testi e non è ammesso portare in aula dispositivi multimediali. La valutazione del progetto viene fatta considerando la capacità di applicare le conoscenze acquisite nel corso delle lezioni, la fattibilità, la funzionalità e l'originalità della soluzione proposta, e la capacità di utilizzo dei software. La valutazione della prova scritta viene fatta considerando la correttezza delle risposte, la pertinenza delle informazioni fornite, la capacità di rispondere in modo chiaro, preciso e razionale, con proprietà di linguaggio e motivando adeguatamente le argomentazioni prodotte. La valutazione finale è data dalla somma dei punteggi ottenuti con il progetto e con la prova scritta, l’esame è superato se tale somma è pari ad almeno 18/30. I risultati dell’esame vengono comunicati sul portale della didattica, insieme alla data in cui gli studenti possono visionare il compito e chiedere chiarimenti.

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Bioreattori)

Exam: written test;

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Ingegneria per la medicina rigenerativa)

Exam: written test;

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Bioreattori)

ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE The exam is written, consists of 8 questions of 4 marks each (both closed and open questions) and lasts 2 hours. One question concerns the practical lab activity, three questions verify the ability of the student to critically exploit what learnt to design scaffolds with certain characteristics, the four remaining questions verify the students' knowledge on the course subject. It is not possible to consult books or notes during the exam. The exam is passed if the mark sum reaches at least 18. The maximum mark (30L) can be achieved with a total of marks of at least 30.5. The exam objective is that to verify the knowledge on course subject (verified by open and closed questions) and the ability to exploit what learnt to develop functionalised scaffolds satisfying technical requirements (verified by open questions). The exam results are published on the portal with the date for viewing the written test and asking for clarifications. BIOREACTORS The exam aims to verify knowledge and skills acquired by the students and it is composed of: 1. Project (max 15 marks). The project is developed by groups of max 4 students and it concerns the development of a bioreactor design solution for the biological tissue indicated at the beginning of the course. The project should include an introduction to the clinical motivation, design requirements, technical drawings and multiphysics modeling results. The project should be presented orally by each group by the discussion of 10 slides. 2. Written examination (max 17 marks). The examination concerns the entire course program (lectures and practices), it lasts 2 hours and it is composed of 3/4 questions (open and multiple choice). During the examination, slides/books/notes and multimedia devices are not allowed. The evaluation of the project takes into account the ability to apply knowledge acquired during the course, the feasibility, functionality, and originality of the proposed solution, and the ability to use the software. The evaluation of the written examination considers the accuracy of the answers, the pertinency of provided information, the ability to clearly and precisely answer, with proper vocabulary and providing adequate reasoning. The final evaluation is done by the sum of the marks obtained with the project and the written examination, the exam is passed if the sum reaches at least 18/30. The exam results are published on the portal with the date for viewing the written test and asking for clarifications.

Ingegneria per la medicina rigenerativa/Bioreattori (Ingegneria per la medicina rigenerativa)

ENGINEERING FOR REGENERATIVE MEDICINE The exam is written, consists of 8 questions of 4 marks each (both closed and open questions) and lasts 2 hours. One question concerns the practical lab activity, three questions verify the ability of the student to critically exploit what learnt to design scaffolds with certain characteristics, the four remaining questions verify the students' knowledge on the course subject. It is not possible to consult books or notes during the exam. The exam is passed if the mark sum reaches at least 18. The maximum mark (30L) can be achieved with a total of marks of at least 30.5. The exam objective is that to verify the knowledge on course subject (verified by open and closed questions) and the ability to exploit what learnt to develop functionalised scaffolds satisfying technical requirements (verified by open questions). The exam results are published on the portal with the date for viewing the written test and asking for clarifications. BIOREACTORS The exam aims to verify knowledge and skills acquired by the students and it is composed of: 1. Project (max 15 marks). The project is developed by groups of max 4 students and it concerns the development of a bioreactor design solution for the biological tissue indicated at the beginning of the course. The project should include an introduction to the clinical motivation, design requirements, technical drawings and multiphysics modeling results. The project should be presented orally by each group by the discussion of 10 slides. 2. Written examination (max 17 marks). The examination concerns the entire course program (lectures and practices), it lasts 2 hours and it is composed of 3/4 questions (open and multiple choice). During the examination, slides/books/notes and multimedia devices are not allowed. The evaluation of the project takes into account the ability to apply knowledge acquired during the course, the feasibility, functionality, and originality of the proposed solution, and the ability to use the software. The evaluation of the written examination considers the accuracy of the answers, the pertinency of provided information, the ability to clearly and precisely answer, with proper vocabulary and providing adequate reasoning. The final evaluation is done by the sum of the marks obtained with the project and the written examination, the exam is passed if the sum reaches at least 18/30. The exam results are published on the portal with the date for viewing the written test and asking for clarifications.



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