Il corso di Ingegneria per la Medicina Rigenerativa è finalizzato a fornire agli studenti elementi conoscitivi sulle strategie di Medicina Rigenerativa, in particolare inerenti allo sviluppo di: • materiali biocompatibili tessuto-specifici • biomateriali e tecnologie green sostenibili per usi in medicina rigenerativa • scaffold biomimetici rispetto alla matrice extracellulare del tessuto da rigenerare • sistemi per il rilascio di farmaci, fattori bioattivi e molecole di RNA • analisi di casi di studio sull'ingegneria dei tessuti, con la partecipazione di esperti accademici e rappresentanti di industrie del settore. • progetti di gruppo sulla progettazione di scaffold. Sono previste 9 ore di attività di laboratorio (previa suddivisione degli studenti del corso in 6 squadre) sulla preparazione di scaffold e la loro caratterizzazione meccanica e morfologica. Sono previste 2 squadre principali per le esercitazioni in aula (6 ore) con la presenza di 2 docenti; le esercitazioni in aula hanno lo scopo di seguire i progetti di gruppo nel loro svolgimento.

L'obiettivo principale del corso è fornire allo studente le capacità di elaborare i concetti appresi. Conoscenze: • Conoscenza sui materiali adoperati in Medicina Rigenerativa (principalmente polimeri e materiali inorganici) • Conoscenza sulle interazioni cellula-matrice extracellulare, cellula-cellula, cellula-fattori di crescita, funzionale ad apprendere i principi per la progettazione di soluzioni biomimetiche per l’ingegneria dei tessuti • Conoscenza sulle principali tecniche per la produzione degli scaffold (tecniche convenzionali e di prototipazione rapida) • Conoscenza sulle principali tecniche di funzionalizzazione (in superficie e in massa) degli scaffold • Conoscenze sui metodi per la progettazione biomimetica degli scaffold. • Conoscenze di base sul ruole della bioingegneria nell'implementazione di terapie con RNA. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: • Capacità di elaborare soluzioni per la rigenerazione di specifici tessuti, mediante la combinazione critica delle strategie di Medicina Rigenerativa affrontate durante il corso. • Capacità di selezionare le tecniche più appropriate per la preparazione di scaffold con determinate specifiche in termini di struttura e composizione. • Abilità nella progettazione e ingegnerizzazione di sistemi per la medicina rigenerativa • Applicazione dei concetti appresi, per ingegnerizzare nuove soluzioni nell’ingegneria dei tessuti e nella medicina rigenerativa. • Questo insegnamento contribuisce a sviluppare l’analisi critica, l'autonomia di giudizio e la capacità di proporre soluzioni innovative da parte degli studenti mediante una partecipazione attiva alle lezioni e alle esercitazioni.

• Conoscenze di base di chimica generale, chimica organica e biochimica. • Conoscenze di base di scienza e tecnologia dei materiali inorganici e polimerici. • Conoscenze di base di biologia e fisiologia cellulare. • Conoscenze di base delle tecniche per la determinazione delle proprietà superficiali e massive dei materiali.

ll modulo di Ingegneria per la Medicina Rigenerativa ha il fine di fornire agli studenti competenze nel campo della progettazione e realizzazione di "scaffold", substrati tri-dimensionali porosi per applicazioni nell’ambito della medicina rigenerativa. Dopo un’iniziale introduzione sui principi di comunicazione cellulare, verranno analizzati i criteri generali di progettazione degli scaffold: la scelta del materiale strutturale, la funzionalizzazione chimica con molecole bioattive (peptidi, proteine, fattori di crescita,...), e la progettazione e fabbricazione della geometria dello scaffold esaminando le principali tecniche di produzione degli scaffold ed i loro vantaggi/svantaggi. Verranno approfondite anche le tecniche di "bioprinting". Saranno descritte le caratteristiche e le potenzialità delle cellule staminali e delle terapie con RNA con riferimento ad alcune delle attuali strategie di medicina rigenerativa che le utilizzano. Saranno inoltre illustrati alcuni progetti di ricerca di Medicina Rigenerativa attualmente in corso presso il Politecnico di Torino e tramite anche la partecipazione di alcune aziende del settore. Durante il corso si terranno esercitazioni in aula con lo scopo di seguire gli studenti nell'elaborazione di progetti di gruppo assegnati dal docente. Si svolgeranno inoltre esercitazioni in laboratorio che hanno lo scopo di consentire di raggiungere una piena comprensione dei concetti appresi nelle lezioni teoriche, fondamentale per lo svolgimento dei progetti di gruppo. Gli studenti hanno anche a disposizione diversi slot di tutoraggio per chiarire i loro dubbi sulle esercitazioni/lezioni e per un supporto nello svolgimento dei progetti di gruppo.

Le slide sono generalmente in inglese (con alcune eccezioni). Il corso è principalmente finalizzato a trasmettere agli studenti la capacità di rielaborare i concetti appresi per progettare soluzioni di medicina rigenerativa, pertanto uno studio solo mnemonico è poco efficace. NB: Per il corso Ingegneria per la Medicina Rigenerativa/Bioreattori, il voto dell’esame finale è la media dei voti dei due moduli (espressi con una cifra decimale) e viene registrato dalla docente titolare del corso da 12 crediti (Prof.ssa Chiono). Il voto di Bioreattori è comunicato dalla Prof.ssa Massai alla Prof.ssa Chiono per la registrazione. La Prof.ssa Chiono media i due voti dei moduli (inizialmente non approssimati) e solo il voto finale viene approssimato.

• Lezioni con proiezione di slides. • Seminari da industrie ed esperti nel settore. • Esercitazioni in aula (2 squadre, 6 ore per squadra, 2 docenti compresenti): assistenza allo svolgimento di progetti. • Esercitazioni in laboratorio suddivisi in 6 squadre (9 ore per squadra): preparazione di scaffold e loro caratterizzazione attraverso esercitazioni pratiche. Se - per qualche motivo - il corso si dovesse tenere da remoto, le esercitazioni in laboratorio verranno svolte dai docenti e trasmesse in diretta o in differita agli studenti in forma di video. L'esercitatore commenterà le singole esercitazioni e si interfaccerà con gli studenti per alcuni esercizi. • Verranno svolte anche 18 ore di tutoraggio dai 6 esercitatori delle squadre di laboratorio per supportare nella comprensione delle lezioni ed esercitazioni e nello svolgimento dei progetti.

• Slides presentate a lezione. • Articoli scientifici di approfondimento forniti dal docente. • I contenuti sono derivati dalla recente letteratura scientifica.

Slides; Esercitazioni di laboratorio;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato progettuale in gruppo;

Exam: Written test; Group project;

... L’esame ha l’obiettivo di verificare le conoscenze acquisite e la capacità di rielaborarle per lo sviluppo di scaffold in grado di soddisfare le specifiche tecniche richieste. A tale scopo, l'esame consiste di due parti una scritta (Parte 1) ed una parte orale (Parte 2). La parte scritta (Parte 1) include domande chiuse (6) e ha una durata di 60 minuti. La Parte 1 dell’esame ha l’obiettivo di verificare la conoscenza degli argomenti (massimo 16 punti). Non è possibile consultare nessun testo durante lo svolgimento dell’esame scritto. Non è ammesso l'utilizzo di fogli personali: vengono forniti fogli "di brutta" che devono essere poi riconsegnati. Nelle domande chiuse con diverse opzioni da selezionare sono previste penalità per ogni risposta sbagliata (da -10% a -20% del punteggio della domanda; nel testo dell'esame viene indicato il valore della penalità per ogni domanda). La Parte 2 consiste in un progetto di gruppo (5 studenti), assegnato dalla docente, relativo alla progettazione di uno scaffold rispondente a specifiche assegnate. Il progetto consiste in una presentazione in Power Point, svolta dal gruppo, della durata di 20 minuti (4 minuti a studente), integrata da una breve tesina scritta da 1 a 5 pagine (con template assegnato). Il gruppo consegnerà un unico file, comprendente le slide e la tesina (in PDF), alla docente entro il giorno prima rispetto alla data dell’esame. Dopo la presentazione, verranno chieste almeno 2-3 domande ad ogni studente, relative al progetto e alla sua integrazione con gli argomenti del corso. La Parte 2 serve a verificare la comprensione e la capacità di elaborazione dei concetti (massimo 15 punti). In particolare, viene verificata la capacità di utilizzare le conoscenze acquisite al fine di progettare scaffold rispondenti a specifiche particolari. Per la valutazione della parte 2 (15 punti massimi), vengono assegnati max. 8 punti per la qualità e fattibilità tecnica del lavoro di gruppo; i rimanenti punti (max. 7 punti) esprimono una valutazione sulla chiarezza espositiva di ogni studente e la completezza delle risposte alle domande. Date di svolgimento dell’esame: La Parte 1 si svolge nelle date ufficiali pubblicate sul portale. La Parte 2, essendo orale, può essere svolta in altri slot, concordati con il docente. Il voto dell'esame è la somma dei due voti, approssimata per eccesso. L'esito dell'esame viene reso noto tramite pubblicazione sul portale, esplicitando le due valutazioni che contribuiscono al punteggio finale. Lo studente potrà decidere se accettare o meno il voto della Parte 1 entro la data fissata per la correzione in aula. Il docente comunica, con un avviso sul portale, la data di correzione e visione del compito relativo alla Parte 1. Rifiutare il voto della Parte 2 è analogamente possibile (e ogni componente del gruppo può decidere autonomamente); tuttavia, lo studente che rifiuta la valutazione dovrà svolgere un nuovo progetto di gruppo (eventualmente con un nuovo gruppo). L'esame viene superato con una votazione complessiva minima di 18. Il voto massimo (30L) si consegue con un punteggio di almeno 30.5. Non è prevista alcuna integrazione alle due parti dell’esame con un ulteriore esame orale o scritto.

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.