93798 - BIOMECCANICA SPERIMENTALE M

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Salute e benessere

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

Gli studenti acquisiranno una preparazione di base che consenta loro di disegnare esperimenti, progettare misure e discutere i risultati di analisi della funzione motoria umana, con particolare attenzione alle patologie e ai trattamenti di tipo ortopedico. Acquisiranno elementi fondamentali di una serie di metodi di misura della funzione globale e della prestazione specifica di singoli impianti ricostruttivi delle strutture anatomiche, nonchè delle tecniche per il disegno di questi impianti. Le analisi riguardano valutazioni intra- e post-operatorie.

Contenuti

Richiami sulla meccanica dei materiali:
- Elasticità, Plasticità, Visco-elasticità, Pseudoelasticità
- Criteri di collasso (fragile, duttile, visco-elastico, fatica)

Struttura e composizione dei tessuti:
- Componenti strutturali dei tessuti biologici
- Organizzazione e caratteristiche dei tessuti

Classificazione ed analisi dei principali tessuti (in base alla funzione; in base alle caratteristiche):
- Osso
- Legamenti
- Tendini
- Cartilagini
- Menischi

Caratteristiche meccaniche dei vari tessuti e risposta alle sollecitazioni:
- Funzione, struttura e caratteristiche meccaniche
- Elasticità visco-elasticità
- Resistenza meccanica e trauma dei tessuti
- Crescita, modellamento, riparazione, e rimodellamento

Metodi per la caratterizzazione meccanica dei tessuti:
- Problemi nella sperimentazione (incertezze di misura, propagazioni degli errori, progetto dell'esperimento)
- Tipi di prove (trazione, flessione, compressione, attrito, creep, isteresi, viscosità, etc).
- Strumentazione


Esercitazioni:
Il corso si avvale di esercitazioni sia numeriche che, soprattutto, sperimentali (una alla settimana). Nel corso delle esercitazioni vengono eseguite caratterizzazioni di tessuti e sistemi biomeccanici. Ciascuno studente deve redigere una relazione tecnica per ciascuna delle esercitazioni svolte. La relazione deve essere sintetica ma esaustiva e coprire i seguenti aspetti: introduzione e finalità dell'esperimento; descrizione dei provini, dei materiali utilizzati e dei metodi; presentazione dei risultati (comprensiva di un'analisi degli errori); discussione dei risultati e note conclusive.

Testi/Bibliografia

Il corso si basa principalmente su dispense a cura del docente (sufficienti a coprire l'intero programma d'esame). Le dispense vengono rese disponibili tramite i servizi web di ateneo, e sono scaricabili dal portale Insegnamenti Online (accesso riservato Studenti UniBo)


Lo studente può inoltre approfondire gli studi nei seguenti testi specialistici (facoltativo):
- Montevecchi F., Redaelli A. “Biomeccanica. Analisi multiscala di tessuti biologici” Patron Pubbl. 2007
- Fung Y.C. "Biomechanics: Mechanical properties of living tissues” Springer-Verlag Publ., 1981 (caratteristiche dei tessuti)
- Fung Y.C. "Biomechanics: Motion, flow, stress and growth” Springer-Verlag Publ., 1990 (adattamento dei tessuti alle sollecitazioni)
- Beer F.P., Russel J.E. "Scienza delle costruzioni. Introduzione alla meccanica dei materiali" McGraw-Hill Publ. (scienza delle costruzioni: teoria ed esempi)
- Nordin M., Frankel V.H. "Basic biomechanics of the musculoskeletal system" Lea & Febiger Publ. (esercizi ed esempi di biomeccanica)
- Black J., Hastings G. "Handobook of biomaterial properties" Chapman & Hall Publ. (proprieta' dei materiali)
- Bronzino J.D. "The Biomedical engineering handbook" CRC Press - IEEE Press (riferimento generale)
- Palastanga et al. "Anatomy and human movement" Butterworth-Heinemann Publ. (anatomia funzionale)
- Pietrabissa R. "Biomateriali per protesi e organi artificiali" Patron ed. (biomateriali)

Metodi didattici

Le lezioni teoriche vengono alternate ad esercitazioni pratiche (che costituiscono parte integrante del programma d'esame) in cui vengono illustrati gli argomenti trattati a lezione.

 

Per poter seguire le esercitazioni in laboratorio

In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento di tutti gli studenti dei moduli 1 e 2 in modalità e-learning [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio] e la partecipazione al modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento


MODALITÀ SVOLGIMENTO ESAME del modulo: BIOMECCANICA SPERIMENTALE

L’esame finale del modulo Biomeccanica Sperimentale consta di una prova orale. Nel corso dell’esame lo studente deve:

  1. Presentare le relazioni scritte sulle esercitazioni di laboratorio (il giorno stesso dell’orale)
  2. Sostenere un esame orale consistente in:
    • Domande di teoria (su tutto il programma svolto)
    • Discussione relazioni sulle esercitazioni di laboratorio (ciascuno studente deve presentare una stampa cartacea al momento dell’orale)

Il voto finale si basa sulla prova orale

In caso di insufficienza, lo studente non potrà ri-sostenere l'orale prima di 30 giorni.

 

 

MODALITÀ SVOLGIMENTO ESAME Corso Integrato «BIOMECCANICA M»

Il Corso Integrato consiste di due moduli distinti (Biomeccanica Sperimentale e Biomeccanica Computazionale):

  • Gli esami dei due moduli sono indipendenti come contenuti,
    modalità e date
  • Lo studente può sostenere separatamente, nell’ordine che preferisce, l’esame dei due moduli
  • È necessario sostenere l’esame del 2° modulo entro 365 giorni dal superamento del 1°
  • Trascorso tale termine decadrà l’esito del 1° modulo sostenuto e sarà necessario sostenere nuovamente la prova relativa a tale modulo
  • Voto finale: Media aritmetica dei due voti (eventualmente, arrotondata per eccesso)
  • Verbalizzazione: Prof. Marco Viceconti

 

Quanto sopra vale per gli studenti che hanno nel piano di studio il Corso Integrato “Biomeccanica”.

Se qualche studente ha nel piano di studio uno solo dei due moduli, sosterrà solo l’esame di tale modulo.

 

Strumenti a supporto della didattica

Lezioni frontali con videoproiettore e lavagna tradizionale. L'attivita' pratica in laboratorio prevede l'uso di strumenti per la preparazione dei provini, e di macchine di prova materiali.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Cristofolini