L’insegnamento si colloca al secondo anno della laurea Magistrale con l’obiettivo di fornire le necessarie competenze teoriche e pratiche per lo sviluppo di tecnologie nel campo della nanomedicina e delle terapie avanzate. Alle lezioni teoriche saranno affiancati laboratori e dimostrazioni pratiche (a partecipazione OBBLIGATORIA) in cui gli studenti avranno la possibilità di apprendere i metodi sperimentali per lo sviluppo e la caratterizzazione di sistemi innovativi e di frontiera nella biomedicina.

Al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito basi conoscitive utili per la gestione e l'organizzazione di attività sperimentali volte allo sviluppo di sistemi innovativi che combinano i biomateriali, le nanotecnologie e le componenti biologiche. Nel dettaglio, lo studente avrà acquisito: - Conoscenze relative alla manipolazione di elementi biologici in condizioni sterili; - Conoscenze relative alla fabbricazione di costrutti tridimensionali e nanostrutturati (gel/scaffold) per l’interazione con l’ambiente biologico; - Conoscenze relative alle principali tecniche di laboratorio e di analisi, test in vitro e in vivo. - Capacità di analisi e caratterizzazione attraverso metodi sperimentali di modifiche superficiali; - Conoscenze relative alla sicurezza in laboratorio e ai principi etici nella ricerca; - Capacità di analisi e caratterizzazione attraverso metodi sperimentali di sistemi nanostrutturati (nanoparticelle); - Capacità di elaborare dati e redigere report tecnici.

Conoscenze di base di (i) tecnologia dei materiali, (ii) bionanotecnologie applicate alla medicina, (iii) metodi associati all’ingegneria dei tessuti e alla medicina rigenerativa.

Il programma dell'insegnamento è articolato nei seguenti punti: - Introduzione su terapie avanzate e regole di comportamento in laboratorio (3 ore); - Reologia e altre tecniche di caratterizzazione di idrogeli; bioinks; materiali a base di collagene (6h); - Etica nella ricerca (3 ore); - Tecniche di modifica superficiale e caratterizzazioni (angolo di contatto, QCM, saggi di quantificazione proteica) (4,5 ore); - Tecniche di caratterizzazione di nanoparticelle (caratterizzazioni fisico-chimiche e morfologiche) (3 ore); - Interazioni tra cellule e biomateriali/nanomedicine (saggi di vitalità cellulare, FACS, western blotting, southern blotting e northern blotting, immunoistochimica) (7,5 ore); - Test di biodistribuzione, principali modelli animali, processing di tessuti (3 ore); - Attività di laboratorio finalizzata all’apprendimento pratico e all'analisi di dati (excel, imageJ) (30h)

Attività pratiche: Le attività pratiche si svolgono in squadre e includono sia attività di laboratorio/dimostrazione in presenza, che attività di analisi di dati (in aula). La presenza ai laboratori /attività pratiche/dimostrazioni è obbligatoria (è richiesta la presenza sul 90% delle attività).

L’insegnamento è articolato in lezioni frontali (30 ore) ed esercitazioni/dimostrazioni in aula o in laboratorio (inclusa analisi di dati) (30 ore). Le attività pratiche sono obbligatorie e prevedono la suddivisione in gruppi di 5/6 studenti. La composizione dei gruppi sarà comunicata agli studenti entro le prime settimane del corso, tenendo conto delle eventuali esigenze degli studenti stessi. Al termine dell'insegnamento ciascun gruppo dovrà consegnare una singola relazione relativa alle attività di laboratorio svolte. Tale relazione avrà un punteggio pari a 6 punti, che si sommerà al voto dell'esame scritto (che è pari a massimo 26 punti). Le modalità di consegna e di strutturazione della relazione saranno illustrate durante la prima lezione del corso.

L'insegnamento è altamente multidisciplinare e a carattere innovativo. Pertanto, non sono indicati testi di riferimento. Il materiale utile per la preparazione all'esame è costituito dalle slide, che saranno caricate sul portale prima delle relative lezioni, da protocolli (forniti dal docente durante le esercitazioni) e da articoli scientifici di approfondimento: https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2016.06.01 https://doi.org/10.3389/fphar.2018.00802 https://doi.org/10.1016/j.actbio.2019.08.002

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

Exam: Computer-based written test in class using POLITO platform;

... L'esame finale mira a verificare l'acquisizione delle seguenti conoscenze e delle capacità obiettivo dell'insegnamento: - Regole di sicurezza (segnaletica, regole di comportamento, classificazione e suddivisione dei principali dispositivi di sicurezza); - Classificazione e caratteristiche di idrogeli/bioinks/ materiali a base di collagene e conoscenza delle tecniche e procedure di caratterizzazione; - Conoscenza dei principi della reologia e capacità di analisi dei dati; - Conoscenza dei principi etici nella ricerca; - Conoscenza delle tecniche di modifica superficiale e delle metodologie di caratterizzazione delle stesse; - Conoscenza delle tecniche di caratterizzazione di nanoparticelle in vitro e in vivo; - Comprensione dei meccanismi di interazioni tra cellule e biomateriali/nanomedicine e dei metodi di caratterizzazione (saggi di vitalità cellulare, FACS, western blotting, southern blotting e northern blotting, immunoistochimica); - Conoscenza dei principali test di biodistribuzione, principali modelli animali, tecniche di processing di tessuti; - Padronanza delle tematiche affrontate durante le esercitazioni di laboratorio (diluizioni e calcolo delle concentrazioni/ comprensione e conoscenza dei protocolli di analisi visti a esercitazione/ comprensione delle tecniche di analisi descritte durante le esercitazioni / analisi di dati/ esecuzione di calcoli). L'acquisizione delle conoscenze sopra elencate sarà verificata tramite una prova scritta organizzata in due parti: Parte A: 25 domande a risposta multipla sull'intero programma del corso (15 punti). Ogni domanda vale 0,6 punti e presenta 4 opzioni, di cui SOLO UNA corretta. Viene assegnato un punteggio di 0,6 punti per la risposta corretta, una penalizzazione (- 0,15 punti) per la risposta errata, 0 punti per la risposta non data. Parte B: 2 domande di approfondimento che possono richiedere una risposta aperta e/o lo svolgimento di esercizi (11 punti). REGOLE D'ESAME: La correzione della parte B del compito viene effettuata solo per gli studenti che superino la soglia di 11/15 nella parte A. Il tempo a disposizione dello studente per la prova scritta è di 90 minuti. Non è possibile consultare materiale didattico né appunti o altri testi, è concesso l'uso della calcolatrice. Eventuali fogli per calcoli saranno forniti dal docente e riconsegnati al termine della prova. Non è previsto alcun orale integrativo. Al voto dello scritto si somma il voto ottenuto nella relazione di laboratorio, da consegnare a gruppi di 5-6 studenti (punteggio massimo 6 punti). Il punteggio massimo ottenibile è pertanto pari a 32 punti. La valutazione finale è espressa in trentesimi e considera: a) la correttezza delle risposte; b) la pertinenza delle informazioni fornite; c) la capacità di rispondere in modo chiaro, preciso e razionale, motivando adeguatamente le argomentazioni proposte. La valutazione degli elaborati viene effettuata tenendo conto di: a) rappresentazione dei risultati; b) chiarezza della presentazione; c) appropriatezza delle considerazioni proposte.

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.