Servizi per la didattica
PORTALE DELLA DIDATTICA

Ingegneria delle cellule e dei tessuti

01QZOMA, 01QZOJM, 01QZOLP, 01QZOLS, 01QZOLZ, 01QZOMB, 01QZOMC, 01QZOMH, 01QZOMK, 01QZOMN, 01QZOMQ, 01QZONX, 01QZOOA, 01QZOOD, 01QZOPC, 01QZOPI, 01QZOPL

A.A. 2018/19

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica (Mechanical Engineering) - Torino
Corso di Laurea in Electronic And Communications Engineering (Ingegneria Elettronica E Delle Comunicazioni) - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dei Materiali - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Chimica E Alimentare - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Civile - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Edile - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Energetica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica - Torino
Corso di Laurea in Matematica Per L'Ingegneria - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Informatica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Fisica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Del Cinema E Dei Mezzi Di Comunicazione - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 54
Esercitazioni in aula 6
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Chiono Valeria Professore Ordinario ING-IND/34 15 0 0 0 5
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/34 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
2018/19
L’insegnamento illustra le tecniche di ingegneria tissutale finalizzate ad ingegnerizzare tessuti biologici tramite approcci ingegneristici. Data la valenza generale del corso, verranno richiamati alcuni principi fondamentali di bioingegneria cellulare e tissutale. In particolare verranno trattati i componenti cellulari che svolgono un ruolo chiave nel comportamento biomeccanico della cellula, verrà descritta la matrice extracellulare e analizzata in dettaglio l’interazione tra le cellule e il loro microambiente (adesione e migrazione). Verranno descritti i dispositivi per stimolazione meccanica in vitro e verranno illustrati le fonti cellulari e i metodi di coltura cellulare in laboratorio. Saranno inoltre descritti i principi base delle tecniche di microscopia ottica, microscopia a scansione di sonda e nanoindentazione. Verranno descritti gli "scaffold", matrici tridimensionali per la coltura cellulare e lo sviluppo di tessuti: le loro proprietà, i materiali e le principali tecniche per la loro fabbricazione, con esempi applicativi in particolare relativi a scaffold per la rigenerazione del tessuto osteocondrale e del nervo periferico, tramite l’analisi di articoli scientifici. Verranno inoltre introdotte le nanotecnologie applicate in ambito biologico, in particolare per applicazioni legate all’ingegneria dei tessuti.
The course aims to provide students with skills in the field of tissue engineering, a topic of great interest to any engineer. General principles of cell and tissue biology will be illustrated. In detail, the course will focus on the cellular components responsible for the biomechanical cell behaviour, the extracellular matrix, and the interaction of the cells with their microenvironment (adhesion and migration). Devices for mechanical stimulation, cellular sources and lab cell culture methods will be described. The basic principles of optical microscopy, scanning probe microscopy and nanoidentation will be illustrated. A special attention will be devoted to the "scaffolds", three-dimensional matrices for cell culture, the main techniques and the main materials to produce them, with the analysis of literature examples related to the regeneration of osteochondral tissue and peripheral nerves. Nanotechnologies will also be explored with particular reference to nanomaterials for tissue engineering purposes.
Conoscenze e capacità di comprensione: Lo studente al termine dell'insegnamento dovrà possedere competenze e abilità che gli consentano di comprendere le basi dell’ingegneria tissutale e delle nuove terapie rigenerative e di comprendere gli articoli scientifici di riferimento. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Conoscenze di bioingegneria chimica da applicare all’ingegneria dei tessuti Conoscenze generali sugli scaffold e nozioni di progettazione degli stessi Conoscenze generali sull’interazione cellula-substrato/cellula Conoscenze generali di coltura cellulare in laboratorio Conoscenze generali sulle nanotecnologie e sulla nanotossicologia Conoscenze sui principali dispositivi per rilasciare farmaci Capacità di comprensione di testi scientifici specialistici (articoli scientifici)
At the end of the course, the student should possess skills and abilities that enable him/her to understand the basics of tissue engineering and new regenerative therapies and to understand scientific articles on the subject. Knowledge on chemical bioengineering applied to tissue engineering General knowledge on the scaffolds and their design General knowledge on the cell-substrate/cell interaction General knowledge on lab cell culture methods General knowledge on nanotechnologies and on nanotoxicology Knowledge of the main devices for releasing drugs Understanding of specialized scientific texts (scientific articles)
È richiesta una conoscenza base di chimica organica e inorganica e biologia, e dei principi fondamentali della meccanica delle strutture. Alcuni concetti verranno peraltro richiamati per consentire la comprensione a tutti gli studenti. Verrà caricata sul portale una dispensa sulle basi di biochimica (proteine, polisaccaridi, lipidi).
A basic knowledge of organic chemistry, inorganic chemistry, biology and of fundamental principles of structural mechanics is required. Some concepts will be recalled to allow the understanding to all students, under their request. A basic text on biochemistry (proteins, polysaccharides, lipids) will be uploaded on the portal.
Verranno illustrati i componenti cellulari che svolgono un ruolo chiave nel comportamento biomeccanico della cellula. Verrà descritta la matrice extracellulare e analizzata in dettaglio l’interazione tra le cellule e il loro microambiente (adesione e migrazione) oltre che le diverse tecniche per riconoscere e quantificare tali interazioni, come la microscopia ottica ed elettronica e a scansione di sonda, oltre che le tecniche di caratterizzazione meccanica alla nanoscala. Verranno illustrati i dispositivi per stimolazione meccanica in vitro con breve accenno ai bioreattori. Verranno inoltre trattati le fonti cellulari e i metodi di coltura cellulare in laboratorio. Saranno illustrati gli aspetti generali degli "scaffold", le principali tecniche e i principali materiali per produrli e per funzionalizzarli. Verranno anche esaminati due esempi di scaffold tramite l’analisi di articoli scientifici. Verranno anche illustrate le nanotecnologie con particolare riferimento ai nanomateriali con finalità terapeutiche. Verranno esaminati in aula alcuni articoli scientifici selezionati, al fine di educare lo studente alla comprensione degli strumenti della comunità scientifica. Di seguito il programma dettagliato: - Componenti e organelli cellulari - Matrice extracellulare - Adesione cellulare - Migrazione cellulare - Meccanosensing e meccanotrasduzione; - Dispositivi per stimolazione meccanica in vitro/Bioreattori - Fonti cellulari e loro applicazioni - Metodi di coltura in laboratorio - Caratteristiche generali degli scaffold - Materiali principali per la loro produzione - Principali tecniche di produzione e funzionalizzazione - Interazione cellula-scaffold - Esempi applicativi - Microscopia ottica ed elettronica - Microscopia a scansione di sonda e nanoindentazione; - Caratterizzazione meccanica delle forze cellulari; - Introduzione alle nanobiotecnologie - Valutazione dell’impatto dei nanomateriali a livello genico - Interazioni cellula/nanomateriali - Basi di nanotossicologia
In the course, general principles of cell and tissue biology will be recalled. In detail, cellular components responsible for the biomechanical cell behaviour will be presented, and the extracellular matrix with interactions of the cells with their microenvironment (adhesion and migration) will be illustrated. Principles and methods to recognize and evaluate that interaction, like as optic and electronic microscopy, scanning probe microscopy and mechanical characterization at the nanoscale will be presented. Devices for mechanical stimulation, cellular sources and lab cell culture methods will be described. A special attention will be devoted to the "scaffolds", three dimensional matrices for cell culture, the main techniques and the main materials to produce them. Nanotechnologies will also be explored with particular reference to nanomaterials for therapeutic purposes. Additionally, intelligent materials for drug delivery (hydrogels sensitive to various physical stimuli) will be introduced. In the classroom some selected scientific articles will be examined, in order to educate the students to the understanding of the scientific papers. Detailed program: - Cellular components and organelles - Extracellular matrix - Cellular adhesion - Cellular migration - Mechanosensing and mechanotransduction - Devices for mechanical stimulation in vitro/Bioreactors - Cellular sources and applications - Lab cell culture methods - General characteristics of the scaffolds - Materials for scaffold preparation - Main techniques for the production and functionalization of the scaffolds - Cell-scaffold interaction - Examples of scaffold applications in the scientific literature - Optical and electron microscopy - Scanning probe microscopy and nanoindentation - Mechanical characterization of cellular forces - Introduction to nanobiotechnologies - Evaluation of nanomaterial effects at genetic level - Cell/nanomaterial interactions - Introduction to nanotoxicology evaluations
Lezioni in aula con proiezione di slide (scritte in italiano e/o in inglese). Esercitazioni in aula. Visita/e in laboratorio
The course is taught in Italian and the slides are in Italian and/or in English. The lessons are taught by four teachers. The course includes 60 hours of lectures. Lectures with projection of slides Classroom exercises Guided visits to the laboratory
Slide presentate a lezione Articoli scientifici di approfondimento forniti dal docente
Slides presented in class Scientific articles uploaded on the portal
Modalità di esame: prova scritta;
L'esame è scritto, con 8 domande da 4 punti ciascuna (sia aperte sia chiuse). La valutazione 30L viene data a chi totalizza una valutazione di almeno 30.5 punti. Il tempo di svolgimento dell’esame è un’ora e mezzo. Non è consentita la consultazione di materiale didattico durante la prova. Occorre munirsi di righello e calcolatrice per lo svolgimento di alcuni esercizi. Una volta consegnato il compito, è possibile ritirarsi dall’esame entro 24 h, previa autovalutazione tramite visione delle soluzioni pubblicate sul portale. Successivamente, non sarà possibile ritirarsi. Le domande riguarderanno tutto il programma per verificare che i principali concetti del corso siano stati appresi. A tal proposito, verranno proposti alcuni esercizi di verifica. L’obiettivo dell’esame è quello di valutare il livello di conoscenze delle studente e anche la capacità di rielaborare i concetti attraverso gli esercizi di verifica proposti.
Exam: written test;
The exam is written, with 8 closed and open questions (4 marks each). The 30L evaluation is possible when the total mark is at least 30.5. The examination time is 1 hour and a half. It is not possible to consult didactic material during the exam. Students should have a ruler and a calculator during the exam to do some exercises. The students can decide to withdraw from the examination within 24h after the exam has finished by a self-evaluation (the teacher will publish the solutions in the Portal just after the exam). After that time, they cannot withdraw anymore. Questions will concern the program to verify that main concepts of the course have been learnt. To this aim, a few exercises will be included. The aim of the exam is to evaluate the students’ level of knowledge as well as their ability to apply the learnt concepts through the verification exercises included in the exam.


© Politecnico di Torino
Corso Duca degli Abruzzi, 24 - 10129 Torino, ITALY
m@il