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Formazione pratica in nanotecnologie biomediche e terapie avanzate

01SRNMV

A.A. 2022/23

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 30
Esercitazioni in laboratorio 30
Tutoraggio 80
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Mattu Clara   Professore Associato ING-IND/34 18 0 48 0 5
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/34 6 B - Caratterizzanti Ingegneria biomedica
2022/23
L’insegnamento si colloca al secondo anno della laurea Magistrale con l’obiettivo di fornire le necessarie competenze pratiche per lo sviluppo di tecnologie nel campo della nanomedicina e delle terapie avanzate. Alle lezioni teoriche saranno affiancati laboratori e dimostrazioni pratiche (a partecipazione OBBLIGATORIA) in cui gli studenti avranno la possibilità di apprendere i metodi sperimentali per lo sviluppo e la caratterizzazione di sistemi innovativi e di frontiera nella biomedicina.
The aim of the course is to provide students with knowledge of laboratory methods for the development of novel technologies- The course features both, theoretical classes and practical laboratories and demonstrations (participation is MANDATORY), where students will gain knowledge on the experimental methods for the design and characterization of innovative systems in biomedicin-3-3e.
Al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito basi conoscitive utili per la gestione e l'organizzazione di attività sperimentali volte allo sviluppo di sistemi innovativi, che combinano i biomateriali, le nanotecnologie e le componenti biologiche. Nel dettaglio, lo studente avrà acquisito: - Conoscenze relative alla manipolazione di elementi biologici in condizioni sterili; - Conoscenze relative alla fabbricazione di costrutti tridimensionali e nanostrutturati (gel/scaffold) per l’interazione con l’ambiente biologico; - Conoscenze relative alle principali tecniche di laboratorio e di analisi, test in vitro e in vivo. - Capacità di analisi e caratterizzazione attraverso metodi sperimentali di modifiche superficiali; - Conoscenze relative alla sicurezza in laboratorio e ai principi etici nella ricerca; - Capacità di analisi e caratterizzazione attraverso metodi sperimentali di sistemi nanostrutturati (nanoparticelle); - Capacità di elaborare dati e redigere report tecnici.
At the end of the course, the student will acquire the basic knowledge of laboratory rules and available technologies to develop novel therapies. In detail, the student will acquire knowledge on: - Handling of biological-based devices in clean and sterile environments; - Processes to produce nanostructured 3D architectures and methods to characterized their interaction with cells; - Skills in experimental analysis and characterization of nanostructured systems - Skills in experimental analysis and characterization of nanomedicines - Handling /processing of experimental data and preparation of technical reports
Conoscenze di base di (i) tecnologia dei materiali, (ii) bionanotecnologie applicate alla medicina, (iii) metodi associati all’ingegneria dei tessuti e alla medicina rigenerativa.
Basic knowledge of (i) materials technologies, (ii) bionanotechnologies for medicine, (iii) methods for tissue engineering and regenerative medicine.
Il programma dell'insegnamento è articolato nei seguenti punti: - Introduzione su terapie avanzate e regole di comportamento in laboratorio (3 ore); - Reologia e altre tecniche di caratterizzazione di idrogeli; bioinks; materiali a base di collagene (6h); - Etica nella ricerca (3 ore); - Tecniche di modifica superficiale e caratterizzazioni (angolo di contatto, QCM, saggi di quantificazione proteica) (4,5 ore); - Tecniche di caratterizzazione di nanoparticelle (caratterizzazioni fisico-chimiche e morfologiche) (3 ore); - Interazioni tra cellule e biomateriali/nanomedicine (saggi di vitalità cellulare, FACS, western blotting, southern blotting e northern blotting, immunoistochimica) (7,5 ore); - Test di biodistribuzione, principali modelli animali, processing di tessuti (3 ore); - Attività di laboratorio finalizzata all’apprendimento pratico e all'analisi di dati (excel, imageJ) (30h)
- Introduction on advanced therapies and laboratory rules - Techniques for preparation and characterization of nanomedicines (physico-chemical and morphological characterizations) - Surface modification techniques and surface characterizations (contact angle, QCM, protein quantification assays). - Cell interactions with materials and nanomedicines (viability assays, FACS, protein expression assays, immunohystochemistry) - Fabrication methods and characterizations (e.g. electrospinning, 3D printing, confocal microscopy, rheology) - Practical activities - Biodistribution tests, basic animal models, tissue processing - Ethics in research - Analysis of scientific data (excel, imageJ, Prism), choice of the data presentation method and preparation of scientific reports
Attività pratiche: Le attività pratiche si svolgono in squadre e includono sia attività di laboratorio/dimostrazione in presenza, che attività di analisi di dati (in aula). La presenza ai laboratori /attività pratiche/dimostrazioni è obbligatoria (è richiesta la presenza sul 90% delle attività).
Practical activities: due to post Coronavirus emergency situation, practical activities might be perfomed in "distance" modality. If so, practical activities will be performed by the lecturer who will provide the students with data. Students will have to elaborate/analyze/interpret/represent all data/images/information and prepare a structured report. Topics: Nanomedicines: design and characterization, drug release, interaction with tumor cells, interactions with bulk materials and surfaces.
L’insegnamento è articolato in lezioni frontali (30 ore) ed esercitazioni/dimostrazioni in aula o in laboratorio (inclusa analisi di dati) (30 ore). Le attività pratiche sono obbligatorie e prevedono la suddivisione in gruppi di 5/6 studenti. La composizione dei gruppi sarà comunicata agli studenti entro le prime settimane del corso, tenendo conto delle eventuali esigenze degli studenti stessi. Al termine dell'insegnamento ciascun gruppo dovrà consegnare una singola relazione relativa alle attività di laboratorio svolte. Tale relazione avrà un punteggio pari a 6 punti, che si sommerà al voto dell'esame scritto (pari a massimo 26 punti). Le modalità di consegna e di strutturazione della relazione saranno illustrate durante la prima lezione del corso.
The course is organized in a series of lectures (about 50% of the course) and practical classroom or laboratory activity - including data analysis (about 50% of the course). Practical activities: due to post Coronavirus emergency situation, practical activities might be perfomed in "distance" modality. Practical activities will be performed by the lecturer, who will provide the students with relative data. Students will have to elaborate/analyze/interpret/represent all data/images/information and prepare a structured report. Topics: Nanomedicines: design and characterization, drug release, interaction with tumor cells, interactions with bulk materials and surfaces.
L'insegnamento è altamente multidisciplinare e a carattere innovativo. Pertanto, non sono indicati testi di riferimento. Il materiale utile per la preparazione all'esame è costituito dalle slide, che saranno caricare sul portale prima delle relative lezioni, e da articoli scientifici e protocolli che saranno forniti dal docente.
Texts, handouts and other learning resources made available by the teacher
Modalità di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
L'esame finale mira a verificare l'acquisizione delle seguenti conoscenze e delle capacità obiettivo dell'insegnamento: - Regole di sicurezza (segnaletica, regole di comportamento, classificazione e suddivisione dei principali dispositivi di sicurezza); - Classificazione e caratteristiche di idrogeli/bioinks/ materiali a base di collagene e conoscenza delle tecniche e procedure di caratterizzazione; - Conoscenza dei principi della reologia e capacità di analisi dei dati; - Conoscenza dei principi etici nella ricerca; - Conoscenza delle tecniche di modifica superficiale e delle metodologie di caratterizzazione delle stesse; - Conoscenza delle tecniche di caratterizzazione di nanoparticelle in vitro e in vivo; - Comprensione dei meccanismi di interazioni tra cellule e biomateriali/nanomedicine e dei metodi di caratterizzazione (saggi di vitalità cellulare, FACS, western blotting, southern blotting e northern blotting, immunoistochimica); - Conoscenza dei principali test di biodistribuzione, principali modelli animali, tecniche di processing di tessuti; - Padonanza delle tematiche affrontate durante le esercitazioni di laboratorio (diluizioni e calcolo delle concentrazioni/ comprensione e conoscenza dei protocolli di analisi visti a esercitazione/ comprensione delle tecniche di analisi descritte durante le esercitazioni / analisi di dati/ esecuzione di calcoli). L'acquisizione delle conoscenze sopra elencate sarà verificata tramite una prova scritta costituita da 22 domande a risposta multipla (11 punti) e da tre domande a risposta aperta o esercizi (15 punti). Al voto dello scritto si somma il voto ottenuto nella relazione di laboratorio, da consegnare a gruppi di 5-6 studenti (punteggio massimo 6 punti). Il punteggio massimo ottenibile è pertanto pari a 32 punti. Il tempo a disposizione dello studente per la prova scritta è di 90 minuti. Non è possibile consultare materiale didattico né appunti o altri testi, è concesso l'uso della calcolatrice. Eventuali fogli per calcoli saranno forniti dal docente e riconsegnati al termine della prova. Non è previsto alcun orale integrativo. La valutazione finale è espressa in trentesimi e considera: a) la correttezza delle risposte; b) la pertinenza delle informazioni fornite; c) la capacità di rispondere in modo chiaro, preciso e razionale, motivando adeguatamente le argomentazioni prodotte. La valutazione degli elaborati viene effettuata tenendo conto di: a) rappresentazione dei risultati; b) chiarezza della presentazione; c) appropriatezza delle considerazioni proposte.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Written test;
L’esame si compone di una prova orale in cui verrà discussa la relazione di laboratorio (elaborato preparato dagli studenti per riassumere e schematizzare le attività pratiche) e i risultati ottenuti dorante l’attività di laboratorio.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.
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