Politecnico di Torino | |||||||||||||||||||||||||
Anno Accademico 2017/18 | |||||||||||||||||||||||||
03KCBMV Bionanotecnologie |
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Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Torino |
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Presentazione
L’insegnamento ha il fine di fornire allo studente gli elementi conoscitivi di base delle nanotecnologie e delle loro applicazioni nel campo della genomica e proteomica, medicina rigenerativa, terapia genica, rilascio di farmaci, diagnostica molecolare.
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Risultati di apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscenza dei materiali di elezione nell’implementazione delle bionanotecnologie Conoscenza generale delle nanotecnologie nelle aree di ricerca che hanno un maggiore impatto in campo biomedicale Conoscenza delle nanotecnologie a secco e ad umido, degli approcci top-down e bottom-up Conoscenza delle applicazioni delle nanotecnologie nei sistemi di diagnostici in biomedicina Conoscenza delle interazioni a livello molecolare fra cellule e fra cellula e matrice extracellulare Comprensione dell’uso delle bionanotecnologie nell’ottimizzare e verificare le interazioni fra materiale/superficie/dispositivo e l’ambiente vivente. Comprensione dei concetti base di micro e nanofabbricazione di interfacce biomimetiche Capacità di applicare conoscenza e comprensione Capacità di progettazione di materiali e dispositivi alla nanoscala per applicazioni biomediche Capacità di progettazione di materiali e dispositivi biomimetici o bioispirati Applicazione dei concetti acquisiti per progettare soluzioni per la nanomedicina |
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Conoscenze di chimica generale, chimica organica, biochimica, reazioni di polimerizzazione
Conoscenze di base della scienza dei materiali inorganici, organici e polimerici Capacità di utilizzare metodi di caratterizzazione meccanica dei materiali Conoscenza dei metodi di determinazione delle proprietà massive e di superficie dei materiali Conoscenze di base di biologia cellulare e di fisiologia. |
Programma
1. Nanotecnologie: definizioni, approcci top-down e bottom-up. Nanotecnologie in campo biomedicale
2. Sistemi biologici micro-elettromeccanici: Dispositivi (lab-on-chip, cell on a chip, microarrays), tecniche analitiche (PCR, LCR, rilevazione ottica, elettrica, Southern blotting, Western blotting), materiali (nanotubi di carbonio, nanofili di silicio). Esempi Applicativi 3. Micro e nanotecnologie per i biomateriali e l’ingegneria tissutale: meccanismi che regolano l’adesione cellulare, micro e nanofabbricazione per la realizzazione di supporti per la coltura cellulare e di interfacce biomimetiche 4. Metodi di funzionalizzazione alla nanoscala (monostrati autoassemblanti -SAM-, film di Langmuir-Blodgett -LB- e layer-by-layer 5. Nanomedicina: cenni di biotecnologie, nanoparticelle terapeutiche, diagnostiche, teranostiche, terapia genica, stimolazione wireless, optogenetica. Esempi applicativi in nanomedicina 6. Definizione, sintesi e caratterizzazione e processamento alla nanoscala di materiali polimerici, con esercitazione 7. Cenni di tecniche microscopiche (SEM, EDXA) e spettroscopiche (infrarosso, elettronica) |
Organizzazione dell'insegnamento
L’insegnamento è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni in aula. Durante le esercitazioni verranno approfonditi alcuni dei temi trattati durante le lezioni frontali con la presentazione di casi di studio con riferimento ad attività di ricerca di punta nel settore e di particolare interesse industriale (ad esempio, verrà progettato e caratterizzato partendo da dati realmente ottenuti da ricercatori e dottorandi del Politecnico di Torino un dispositivo per applicazioni nell’ingegneria tissutale o per il rilascio localizzato di farmaci). Le lezioni frontali costituiscono circa l’80% del corso, le esercitazioni in aula il restante 20%. Non sono previste esercitazioni in laboratorio.
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Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Lucidi delle lezioni e dispense fornite dai docenti e disponibili sul portale
Testi di Riferimento - C. Di Bello "Biomateriali-Introduzione allo Studio", Patron - R.M. Silverstein; F. X. Webster; D. J. Kiemle "Spectrometric Identification of Organic Compounds", Wiley - J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L Stryer "Biochimica V", ed. Zanichelli Testi di approfondimento - M. L. Yarmush, M. Toner, R. Plonsey, J. D. Bronzino "Biotechnology for Biomedical Engineers", CRC Press - "Biomedicine Miniaturization 2005: Bionanotechnology, The Use of Nanotechnology for Biomedical Applications" Course Notes, Cd. ASME - "DNA Technology and Biotechnology", CD Neo/Sci. - C. S. S. R. Kumar, J. Hormes, C. Leuschner "Nanofabrication towards Biomedical Applications", Wiley-VCH - J. E. Ellingsen, S. P. Lyngstadaas "Bio-Implant Interface", CRC Press |
Criteri, regole e procedure per l'esame
L’esame si compone di una prova scritta costituita da 10 domande (in parte generali/aperte, in parte con risposte a scelta multipla, in parte con esercizi) alle quali lo studente risponde per iscritto. Il punteggio massimo totalizzabile è 28 (ad ogni domanda viene attribuito un punteggio e accanto ad ogni domanda è riportato il punteggio max. totalizzabile suddiviso equamente nelle sottodomande, se non diversamente indicato). È, inoltre, prevista un’undicesima domanda (per un punteggio totale pari a 3) riguardante gli approfondimenti e le attività svolte durante le esercitazioni in aula. Infine, sono previsti 2 ulteriori punti per gli studenti che frequentano almeno il 70% (ad esempio 5 su 7) delle esercitazioni in aula. La somma dei punteggi ottenuti viene approssimata all’intero più vicino per la definizione della valutazione finale. Se il voto così determinato è maggiore di 30,5 allo studente viene assegnata la lode.
Al termine dell’esame, viene caricata sul portale della didattica la soluzione dello scritto per consentire agli studenti di autovalutarsi. L’esame scritto con valutazione sufficiente non può essere rifiutato. Si può rinunciare alla correzione di un compito consegnato entro 24 h dalla pubblicazione della soluzione. NON è previsto alcun orale integrativo. Per coloro che riscontrassero evidenti discrepanze tra l'autovalutazione ed il voto conseguito, sarà possibile visionare il compito in una data che verrà comunicata sul portale. |
Orario delle lezioni |
Statistiche superamento esami |
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