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PORTALE DELLA DIDATTICA

Ingegneria delle cellule e dei tessuti

01QZOMA, 01QZOJM, 01QZOLS, 01QZOLZ, 01QZOMB, 01QZOMC, 01QZOMH, 01QZOMK, 01QZOMN, 01QZOMO, 01QZONX, 01QZOOD, 01QZOPI, 01QZOPL

A.A. 2022/23

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 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 Ingegneria Per L'Ambiente E Il Territorio - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Fisica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/34 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
2020/21
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, analizzata in dettaglio l’interazione tra le cellule e il loro microambiente (adesione e migrazione) e descritti i processi di angiogenesi e vascolarizzazione. Verranno descritti i dispositivi per la stimolazione fisica 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 presentati i principali metodi di analisi di biologia molecolare e verranno 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, the interaction of the cells with their microenvironment (adhesion and migration) and the angiogenesis and vascularization processes. Devices for physical 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. The course will also give a broad vision on the most common molecular biology techniques applied to analyze cell behavior. 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 sui principali saggi per la valutazione del comportamento cellulare Conoscenze generali sulle nanotecnologie e sulla nanotossicologia Conoscenze generali sui dispositivi per stimolazione fisica in vitro 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 Knowledge on main assays to evaluate cell behaviour in vitro General knowledge on nanotechnologies and on nanotoxicology General knowledge on devices for in vitro physical stimulation 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) e descritti i processi di angiogenesi e vascolarizzazione. Inoltre verranno descritte 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 fisica in vitro con accenni 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 per la rigenerazione del tessuo osteocondrale e del nervo periferico. Verranno analizzate le principali tecniche e i saggi per valutare il comportamento cellulare in vitro. Verranno illustrate le nanotecnologie con particolare riferimento ai nanomateriali con finalità terapeutiche. Di seguito il programma dettagliato: - Componenti e organelli cellulari - Matrice extracellulare - Adesione cellulare - Migrazione cellulare - Angiogenesi e vascolarizzazione - Dispositivi per stimolazione fisica 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; - Saggi per la valutazione del comportamento cellulare - Introduzione alle nanobiotecnologie - Basi di nanotossicologia - Interazioni cellula/nanomateriali - Valutazione dell’impatto dei nanomateriali a livello genico
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 - Angiogenesis and vascularization - Devices for physical 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 - Assays for the evaluation of cell behaviour - Introduction to nanobiotechnologies - Introduction to nanotoxicology evaluations - Cell/nanomaterial interactions - Evaluation of nanomaterial effects at genetic level
Le slide sono generalmente in inglese per permettere: - agli studenti internazionali una migliore comprensione degli argomenti - a tutti gli studenti, di imparare la specifica terminologia tecnica in lingua inglese del settore dell'ingegneria delle cellule e dei tessuti
Slides are generally in English to allow: - international students a better comprehension of the subjects - all students to be used to the specific English technical terminology in the sector of cell and tissue engineering
Lezioni con proiezione di slide (scritte in italiano e/o in inglese). Le lezioni sono tenute in italiano da 3 insegnanti diversi. Il corso prevede 54 ore di lezioni e 6 ore di esercitazione. Le esercitazioni sono interattive. Visita finale virtuale in laboratorio con descrizione delle principali attività di ricerca.
Lectures with projection of slides. The course is taught in Italian and the slides are in Italian and/or in English. The lessons are taught by three teachers. The course includes 54 hours of lectures and 6 hours of exercises. Classroom exercises are interactive. Final virtual tour in the laboratories with description of the main research activities.
Slide presentate a lezione . Articoli scientifici di approfondimento forniti dal docente. Possibili testi consigliati per concetti base di Ingegneria dei Tessuti: 1) Mantero S, Remuzzi A, Raimondi MT, Ahluwalia A, Fondamenti di ingegneria dei tessuti per la medicina rigenerativa, Editore: Patron, Bologna, Anno edizione: 2009, ISBN: 9788855530392 2) Tanzi M.C., Bianchi A., Farè S., Mantero S., Raimondi M.T., Visai L, Approccio Integrato per la medicina rigenerativa, Editore: Patron, Bologna, Anno edizione: 2013, ISBN: 9788855532419 I libri suggeriti non raccolgono tutto il materiale fatto a lezione ma consentono di integrarlo per una migliore comprensione.
Slides presented during lectures. Scientific articles uploaded on the portal. Suggested books for basic concepts in Tissue Engineering: 1) Mantero S, Remuzzi A, Raimondi MT, Ahluwalia A, Fondamenti di ingegneria dei tessuti per la medicina rigenerativa, Editore: Patron, Bologna, Anno edizione: 2009, ISBN: 9788855530392 2) Tanzi M.C., Bianchi A., Farè S., Mantero S., Raimondi M.T., Visai L, Approccio Integrato per la medicina rigenerativa, Editore: Patron, Bologna, Anno edizione: 2013, ISBN: 9788855532419 Suggested books do not collect all the subjects treated during the lectures but they allow its integration for a better comprehension.
Modalità di esame: Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);
L'esame è scritto, con 8 domande (sia aperte sia chiuse) mediamente da 4 punti massimi ciascuna (in modo da raggiungere un punteggio massimo di 32) e viene svolto tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus). L'esame viene valutato positivamente se si raggiunge un punteggio di 18 punti. La valutazione 30L viene data a chi totalizza una valutazione di almeno 30.5 punti. Il tempo di svolgimento dell’esame è di un’ora e mezzo. Non è consentita la consultazione di materiale didattico durante la prova. Viene abilitata la calcolatrice della piattaforma utilizzata per l'esame. Viene abilitata anche la Virtual Class Room di supporto attraverso la quale gli studenti possono richiedere chiarimenti inerenti al testo dell'esame, tramite chat privata con il docente. Una volta terminato il compito, è possibile ritirarsi dall’esame entro 24 h, previa autovalutazione tramite visione delle soluzioni pubblicate sul portale dal docente titolare. Per farlo, è sufficiente una mail al docente, come verrà indicato in un avviso a seguito della pubblicazione delle soluzioni. Successivamente, non sarà più possibile ritirarsi e le valutazioni uguali o maggiori di 18 saranno registrate. 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: Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);
The exam is written, with 8 closed and open questions, of 4 marks each on average (to reach overall 32 maximum score). The exam is carried out though PC using the Exam platform integrated with proctoring (Respondus). The exam is passed whether the mark is at least 18. The maximum 30L evaluation (30 cum laude) is possible when the total mark is at least 30.5. The exam duration time is 1 hour and a half. It is not possible to consult didactic material during the exam. Students can use the calculator available in the exam platform for some exam exercises. The students can ask clarification on the exam text through access to the Virtual Class Room avaiable during the exam for private chatting with the teacher. After finishing the exam, the teacher will publish the solutions on the course portal and students can decide to withdraw from exam evaluation within 24h by a self-evaluation based on such solutions. After that time, they cannot withdraw anymore from the exam and any score equal or higher than 18 will be registered by the teacher. Exam questions will concern the program to verify that the main concepts of the course are known. 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.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);
L'esame è scritto, con 8 domande (sia aperte sia chiuse) generalmente da 4 punti massimi ciascuna (in modo da raggiungere un punteggio massimo di 32) e viene svolto: 1) tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di Proctoring (Respondus), nel caso di esame da remoto. Viene abilitata anche la Virtual Class Room di supporto attraverso la quale gli studenti possono richiedere chiarimenti inerenti al testo dell'esame, tramite chat privata con il docente. Viene abilitata la calcolatrice della piattaforma utilizzata per l'esame. 2) in aula con prova scritta tradizionale e sorveglianza dei docenti, nel caso di esame in presenza. Per lo svolgimento dell'esame occorre munirsi solo di penna e calcolatrice, mentre i fogli personali non sono ammessi. Sarà possibile consultare i docenti che faranno sorveglianza all'esame, solo per richiedere chiarimenti che riguardano il testo dell'esame. In entrambi i tipi di esame, non è consentita la consultazione di materiale didattico durante la prova. Lo studente può lasciare la classe o l'aula virtuale non prima di 1 ora dall'inizio dell'esame. Il tempo di svolgimento dell’esame è di un’ora e mezzo. 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 dello studente e anche la capacità di rielaborare i concetti attraverso gli esercizi di verifica proposti. Nel caso in cui lo studente desideri ritirarsi dall'esame durante la sua esecuzione, deve informare l'insegnante direttamente (per l'esame in presenza) o tramite chat privata attraverso la piattaforma dell'esame (per l'esame remoto). Una volta terminato il compito, lo studente potrà effettuare un'autovalutazione dello stesso sulla base delle soluzioni dell'esame, pubblicate sul portale dal docente titolare. In base a questa autovalutazione, lo studente potrà decidere di ritirarsi dall'esame, entro 24 ore dalla pubblicazione delle soluzioni. Per ritirarsi, è sufficiente inviare una mail al docente titolare. Una valutazione è sufficiente, se ha un punteggio maggiore o uguale a 18. Il voto 30L viene dato a chi totalizza un punteggio di almeno 30.5 punti.
Exam: Written test; Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);
The exam is written, with 8 questions (both open and closed), each having generally a maximum score of 4 (in order to reach a maximum total score of 32) and is carried out: 1) via PC with the university exam platform integrated with Proctoring tools (Respondus), in case of remote exam. A support Virtual Class Room is enabled during the exam and students can use it to ask clarifications regarding the text of the exam, via private chat with the teacher. The platform calculator is also enabled. 2) in the classroom with traditional written test and under teachers' supervision, in case of "in presence" exam. To carry out the exam, only a pen and a calculator are required, while personal sheets are not allowed. It is possible to consult the supervising teachers only for clarifications regarding the text of the exam. In both cases, the consultation of didactic material during the exam is not allowed. The duration time of the exam is one hour and a half. The student can leave the class or the virtual class room not before than 1 hour from exam start. In case the student would like to withdraw from the exam during its execution, he/she has to inform the teacher personally (for the exam in presence) or via private chat through the exam platform (for the remote exam). The questions concern the whole program to verify that the main concepts of the course have been learnt. In this regard, some verification exercises are proposed. The objective is to evaluate the student's level of knowledge and also the ability to rework the concepts through the proposed verification exercises. In case the student wishes to withdraw from the exam during its execution, he/she must inform the teacher directly (for the exam in presence) or via private chat through the exam platform (for the remote exam). After finishing the exam, the teacher will publish the exam solutions on the course portal and, within 24h from solution publication, students will be able to self-evaluate their exam and to decide whether to withdraw from the exam. To do that, students will have to write an email to the teacher within 24h from solution publication. When the score is greater than or equal to 18, the exam has been passed. The 30L rating is given to those students who receive at least a score of 30.5 points.


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