93839 - TECNOLOGIE PLASMA PER L'INGEGNERIA SUPERFICIALE DEI BIOMATERIALI M

Conoscenze e abilità da conseguire

Il presente corso si propone di fornire le basi per una comprensione dell’importanza delle proprietà superficiali dei biomateriali ed una panoramica delle tecnologie plasma adottate per realizzarle. Durante il corso saranno discusse le proprietà funzionali delle superfici, focalizzandosi sul ruolo di chimica, morfologia e proprietà meccaniche delle stesse, oltre che su aspetti caratteristici degli impianti quali la biocompatibilità, l’adesione cellulare e batterica, l’adsorbimento delle proteine e la lubricità. Verranno inoltre descritte e analizzate le tecnologie plasma a supporto dei processi utilizzati per la deposizione di coating (in particolare polimerici e ceramici), per la modifica della morfologia delle superfici, per il cleaning e per l’impianto ionico e forniti esempi del loro uso nella produzione di impianti ortopedici, dentali, cardiovascolari, oftalmici e dermatologici.

Contenuti

La superficie dei biomateriali ha un ruolo fondamentale nella determinazione dell'interazione con l'ambiente biologico circostante. Il sistema biologico in contatto con il biomateriale percepisce e reagisce alla particolare chimica e organizzazione strutturale della sua superficie; processi quali la crescita cellulare e caratteristiche quali la biocompatibilità di un biomateriale sono direttamente collegate alle interazioni sistema biologico - superficie. Durante il corso saranno pertanto discusse le proprietà funzionali delle superfici, focalizzandosi sull’influenza esercitata da chimica, morfologia e proprietà meccaniche delle stesse su aspetti quali la biocompatibilità, l’adesione cellulare e batterica, l’adsorbimento delle proteine e la lubricità.

L'importante ruolo delle superfici è stato riconosciuto a partire dagli anni '60 del secolo scorso e nel corso dei decenni successivi sono stati sviluppati numerosi processi di ingegneria superficiale finalizzati a governare la risposta biologica. Uno degli attori principali di questi processi è il plasma, gas ionizzato in grado di condurre calore ed elettricità e che consiste di elettroni, ioni, neutri e specie radicaliche. Dopo una breve introduzione mirata a fornire agli studenti alcune informazioni fondamentali sulla natura del plasma, verranno descritte e analizzate le tecnologie a supporto dei processi utilizzati per la deposizione di coating (in particolare polimerici e ceramici), per la modifica della morfologia delle superfici, per il cleaning e per l’impianto ionico. Verranno inoltre forniti esempi del loro uso nella produzione di impianti ortopedici, dentali, cardiovascolari, oftalmici e dermatologici.

Si prevede infine la realizzazione di alcune esperienze pratiche di modifica superficiale di biomateriali in laboratorio.

Testi/Bibliografia

• Materiali forniti dal docente
• B. D. Ratner, A. S. Hoffman, F. J. Schoen, J. E. Lemons, Biomaterials science: an introduction to materials in medicine (3^rd edition), Elsevier, Oxford UK (2013)
• R. d'Agostino, P. Favia, C. Oehr, M. R. Wertheimer, Plasma Processes and Polymers, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, USA (2005)

Metodi didattici

Lezioni con supporto di videoproiettore

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Orale

Strumenti a supporto della didattica

Accessibilità alle strumentazioni del LABORATORIO DI TECNOLOGIE DEI MATERIALI E APPLICAZIONI INDUSTRIALI DEI PLASMI del DIN in Via Terracini 28, Bologna

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Matteo Gherardi