L’insegnamento, obbligatorio per tutti gli studenti, si colloca al primo anno della laurea magistrale con il fine di fornire allo studente gli elementi conoscitivi di base delle nanotecnologie e delle loro applicazioni nel campo della genomica e proteomica, nella medicina rigenerativa, nel rilascio di farmaci e nella diagnostica molecolare.

Al termine del corso lo studente avrà acquisito le basi conoscitive relative alle nanotecnologie ed alle loro applicazioni in svariati settori, quali la genomica e la proteomica, l’ingegneria tissutale e la medicina rigenerativa, il rilascio di farmaci/biomolecole e la diagnostica molecolare. Nel dettaglio, lo studente avrà acquisito: 1) 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 e capacità di comprensione delle nanotecnologie a secco e ad umido, degli approcci top-down e bottom-up - Conoscenza delle applicazioni delle nanotecnologie nei sistemi di diagnostica in biomedicina - Conoscenza delle interazioni a livello molecolare tra cellule e tra la singola cellula e la matrice extracellulare - Capacità di comprensione dell’uso delle bionanotecnologie nell’ottimizzare e verificare le interazioni fra materiale/superficie/dispositivo e l’ambiente vivente. - Capacità di comprensione dei concetti base di micro e nanofabbricazione di interfacce biomimetiche 2) CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: - Capacità di progettazione di materiali e dispositivi alla nanoscala per applicazioni biomedicali - Capacità di progettazione di materiali e dispositivi biomimetici o bioispirati - Capacità di applicare i concetti acquisiti nella progettazione di soluzioni per la nanomedicina

Conoscenze di chimica generale, chimica organica, biochimica. - Conoscenze di base della scienza dei materiali inorganici, organici e polimerici - Capacità di utilizzare metodi di caratterizzazione dei materiali - Conoscenza dei metodi di determinazione delle proprietà massive e di superficie dei materiali - Conoscenze di base di biologia cellulare e di fisiologia.

1. Nanotecnologie: definizioni, concetti di base dei fenomeni alla nanoscala,approcci top-down e bottom-up. Applicazione delle nanotecnologie in campo biomedicale. 2. Materiali Polimerici: Caratteristiche generali dei polimeri, Reazioni di polimerizzazione, Valutazione delle caratteristiche meccaniche nei polimeri, fotopolimeri. Electrospinning e Electrospraying di soluzioni polimeriche 3. Nanomateriali a base di carbonio: nanotubi, grafene. 4. Tecniche di micro e nanofabbricazione top down e bottom up 5. Meccanismi di adesione cellulare e superfici/Nanotecnologie per interfacce biomimetiche 6. Sistemi biologici micro-elettromeccanici: Dispositivi (lab-on-chip, cell on a chip, microarrays), tecniche (PCR, LCR, rilevazione ottica, elettrica, meccanica, southern blotting, western blotting) . Esempi Applicativi. 7. Nanomedicina: quantum dots, nanoparticelle d’oro e nanoparticelle magnetiche, nanoparticelle polimeriche e nanoparticelle intelligenti. Esempi applicativi in nanomedicina.

L’insegnamento è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni che si tengono in aula o nella virtual classroom. 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 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.

Lucidi delle lezioni e dispense fornite dai docenti e disponibili sul portale

Modalità di esame: Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

L’esame intende verificare il grado di comprensione acquisito dallo studente relativamente a: Principi delle Nanotecnologie, Adesione cellulare, Micro/Nano-fabbricazione, Nanomedicina, Nanoparticelle polimeriche, Nanoparticelle inorganiche, Nanoparticelle intelligenti, proprietà dei Nanomateriali a base di Carbonio, BioMems e BioNems e tecnologie correlate inclusi gli esempi applicativi, Modifiche superficiali alla nanoscala, nanostrutture e strutture polimeriche nanometriche, polimeri e reazioni di polimerizzazione, esercitazione in aula/virtual classroom. L'esame consta di domande a risposta chiusa, relative alle lezioni frontali e alle esercitazioni, per 27 punti complessivi e domande a risposta aperta per ulteriori 6 punti relativi alle lezioni frontali (massimo punteggio ottenibile 33 punti). Non sono previste penalizazioni per risposte errate o mancanti. • L’esame conterrà domande a risposta aperta o chiusa. Successivamente verrà comunicato il punteggio ottenuto per le domande a risposta chiusa (27 punti su 33 totali); in base al punteggio parziale totalizzato lo studente avrà 24h di tempo per comunicare l’intenzione di procedere con la correzione del compito o di ritirarsi. • Il voto ottenuto dopo la correzione (somma valutazione domande chiuse e domande aperte) non può essere rifiutato. Per coloro che riscontrassero evidenti discrepanze tra l'autovalutazione ed il voto conseguito, sarà possibile visionare il compito da remoto. • L’esame sarà erogato in una sola sessione con durata di 80 minuti e sarà monitorato dal sistema di intelligenza artificiale. • Durante lo svolgimento dell’esame sarà consentito l’uso della calcolatrice del proprio computer (il sistema permette di abilitare quella del PC) e di un supporto cartaceo da utilizzare per eventuali calcoli. Tale supporto cartaceo deve essere un foglio bianco da esibire davanti alla videocamera prima dell'inizio della prova.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula);

L’esame intende verificare il grado di comprensione acquisito dallo studente relativamente a: Principi delle Nanotecnologie, Adesione cellulare, Micro/Nano-fabbricazione, Nanomedicina, Nanoparticelle polimeriche, Nanoparticelle inorganiche, Nanoparticelle intelligenti, proprietà dei Nanomateriali a base di Carbonio, BioMems e BioNems e tecnologie correlate inclusi gli esempi applicativi, Modifiche superficiali alla nanoscala, nanostrutture e strutture polimeriche nanometriche, polimeri e reazioni di polimerizzazione, esercitazione in aula/virtual classroom. L'esame consta di domande a risposta chiusa, relative alle lezioni frontali e alle esercitazioni, per 27 punti complessivi e domande a risposta aperta per ulteriori 6 punti relativi alle lezioni frontali (massimo punteggio ottenibile 33 punti). Successivamente verrà comunicato il punteggio ottenuto per le domande a risposta chiusa (27 punti su 33 totali); in base al punteggio parziale totalizzato lo studente avrà 24h di tempo per comunicare l’intenzione di procedere con la correzione del compito o di ritirarsi. L’esame scritto con valutazione sufficiente non può essere rifiutato. 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. • La durata dell’esame è di 80 minuti. Non è permesso l’uso di materiale a supporto (appunti personali, libri) né in formato cartaceo né elettronico. • È consentito il solo uso della calcolatrice scientifica e di un supporto cartaceo da utilizzare per eventuali calcoli. Tale supporto cartaceo deve essere un foglio bianco, il quale sarà controllato prima dell'inizio della prova.