Il corso ha l’obbiettivo di spiegare agli studenti i meccanismi biologici alla base delle malattie a forte impatto sociali e di difficile cura (quali ad esempio, cancro, malattie neurodegenerative, infezioni croniche e osteoporosi) e di insegnare loro i metodi per lo sviluppo di tecnologie avanzate che possono essere applicate nella cura di tale patologie.

Al termine del corso lo studente avrà acquisito le basi conoscitive relative alle principali metodologie e tecnologie che vengono applicate nello sviluppo di sistemi avanzati per il trattamento delle malattie a forte impatto sociali e di difficile cura.
Nel dettaglio, lo studente avrà acquisito:
1) CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
- Conoscenza delle patologie attualmente senza cura e dei limiti dei trattamenti attuali
- Conoscenza generale dei modelli in vitro e delle tecniche per lo sviluppo di tali sistemi
- Conoscenza e comprensione dei metodi di terapia genica e delle potenziali applicazioni in medicina
- Conoscenza delle applicazioni delle nanotecnologie micro e nano strutturati in biomedicina
2) CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
- Capacità di progettazione di materiali e tecnologie per il trattamento malattie a forte impatto sociali e di difficile cura
- Capacità di progettazione di materiali e dispositivi biomimetici o bioispirati per riprodurre la complessità dell’ambiente biologico
- Capacità di applicare i concetti acquisiti nella progettazione di soluzioni per la nanomedicina

- Conoscenze di base di chimica generale, chimica organica, biochimica, scienza dei materiali
- Conoscenza di base di biologia e di fisiologia
- Conoscenza base dei biomateriali e delle bionanotecnologie applicate alla salute umana.

1. LA COMPONENTE BIOLOGICA
• Revisione dei principi di biologia cellulare e fisiologia
• Le barriere presenti nell’organismo: la barriera endoteliale e la barriera ematoencefalica
• Malattie a forte impatto sociali e di difficile cura: il cancro e le malattie neurodegenerative
• Cellule staminali e il loro potenziale in medicina
• La risposta infiammatoria
2. TECNOLOGIE AVANZATE PER LA CURA DI MALATTIE A FORTE IMPATTO SOCIALE E DI DIFFICILE CURA: IL CANCRO E LE MALATTIE NEURODEGENERATIVE
• Modelli in vitro come strategie avanzate per studiare le patologie e per testare l’efficacia dei farmaci
• Terapie geniche e terapie basate su cellule staminali per il trattamento delle patologie
• L’uso degli organ-on-chip per mimare la complessità dei sistemi biologici

3. TECNOLOGIE AVANZATE PER LA CURA DI MALATTIE A FORTE IMPATTO SOCIALE E DI DIFFICILE CURA: L’EVOLUZIONE DEI DISPOSITIVI MEDICI PER IL TESSUTO OSSEO
• La funzionalizzazione superficiale per promuovere la risposta infiammatoria fisiologica
• L’uso dei biomateriali per combattere i batteri e modulare l’infiammazione
• Biomateriali magnetici per il trattamento del tessuto osseo patologico: materiali multifunzionali alla micro e nano scala.
• Rimodellamento osseo: metodi per prevenire e curare le patologie associate ad un rimodellamento non fisiologico.

4. TECNOLOGIE AVANZATE PER LA CURA DI MALATTIE A FORTE IMPATTO SOCIALE E DI DIFFICILE CURA: LE INFEZIONI CRONICHE, LE FRATTURE OSSEE E L’OSTEOPOROSI
• Nanomateriali multifunzionali in grado di rilasciare ioni e svolgere specifiche funzioni (antibatteriche, pro-osteogeniche e pro-angiogeniche)
• Superfici e rivestimenti intelligenti per il rilascio di ioni modulato dastimoli esterni (es. variazioni di temperatura, variazioni di pH)

L’insegnamento è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni (casi di studio) che si svolgeranno in aula. Eventuali attività di laboratorio verranno organizzate se il numero degli studenti lo permetterà.

Slide delle lezioni e dispense fornite dal docente e disponibili sul portale

L’esame si compone di una prova scritta costituita da 11 domande (in parte generali/aperte, in parte con risposte a scelta multipla, in parte con esercizi) per un punteggio complessivo di 33 punti (ad ogni domanda viene attribuito un punteggio (accanto ad ogni domanda viene riportato il punteggio max. totalizzabile) diviso equamente nelle sottodomande, se non diversamente indicato)).