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Politecnico di Torino
Anno Accademico 2017/18
03KCBMV
Bionanotecnologie
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Ciardelli Gianluca ORARIO RICEVIMENTO PO IBIO-01/A 49.5 10.5 0 5 20
Ciofani Gianni ORARIO RICEVIMENTO     49.5 10.5 0 5 3
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/34 6 B - Caratterizzanti Ingegneria biomedica
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.
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.
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

Programma definitivo per l'A.A.2017/18
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