- Docente: Paola Fabbri
- Crediti formativi: 3
- SSD: ING-IND/22
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Ingegneria meccanica (cod. 5724)
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dal 19/09/2022 al 02/11/2022
Conoscenze e abilità da conseguire
Lo studente acquisisce informazioni e sviluppa conoscenze specifiche riguardo alle tipologie di materiali polimerici, ceramici e compositi che hanno applicazioni biomedicali, di cui impara a valutare l'interazione specifica con l'ambiente biologico in cui vengono adoperati e/o impiantati. Acquisisce nozioni riguardo le proprietà chimiche, fisiche, meccaniche e di superficie dei biomateriali polimerici, ceramici e compositi, per comprenderne l'utilizzo nella progettazione e fabbricazione di dispositivi biomedicali, anche impiantabili. Matura conoscenze di base di formulazione di biomateriali plastici e progettazione di dispositivi biomedicali a base polimerica, ceramica e composita.
Contenuti
PREREQUISITI
L’allievo che accede a questo insegnamento conosce e sa utilizzare le conoscenze di base acquisite nell’esame di Scienza dei Materiali T.
Tutte le lezioni saranno tenute in Italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito.
Introduzione al modulo “Biomateriali polimerici, ceramici e compositi”. Illustrazione del programma, del materiale didattico e della modalità di valutazione.
Introduzione alla biocompatibilità ed all'interazione fra materiali ed ambienti fisiologici. Classificazione dei biomateriali polimerici, ceramici e compositi e specificità tecniche delle tre classi. Aspetti composizionali e rilievi sugli aspetti di biocompatibilità ed interazione con i tessuti biologici. Approfondimenti sulle interazioni interfacciali biomateriale/tessuti biologici. Criteri di selezione dei materiali per uso biomedicale: metodi e fonti di dati. Correlazione fra proprietà dei materiali ed applicazione biomedicale specifica.
Processi produttivi dei biomateriali polimerici, ceramici e compositi ed effetti sulle loro proprietà chimiche, meccaniche e di superficie.
Principali tipologie di polimeri e compositi polimerici per usi biomedicali:
polimeri termoplastici, termoindurenti ed elastomeri. Ruolo della composizione ed interazione fra additivi ed ambiente biologico. Applicazioni specifiche e casi studio.
Principali tipologie di ceramici e vetri, e compositi a matrice ceramica e vetrosa, per usi biomedicali:
silicati, fostati, allumino-silicati, ossidi metallici, biovetri. Applicazioni specifiche e casi studio.
La sterilizzazione: tipologie di processi industriali, effetti della sterilizzazione sui materiali e sui dispositivi.
Effetti correlati ai fenomeni di degradazione ed usura dei biomateriali polimerici, ceramici e compositi.
Esempi di ingegnerizzazione di biomateriali: il caso degli scaffolds per ingegneria tissutale rigenerativa.
Testi/Bibliografia
- Appunti presi a lezione
- Materiale in formato elettronico fornito dalla docente (tutte le slide proiettate a lezione sono messe a disposizione degli studenti su Virtuale, in formato pdf protetto da password).
- Bibliografia specifica segnalata durante le lezioni e riportata sulle slide
Metodi didattici
Lezioni frontali in aula e/o online (a seconda dei protocolli di protezione sanitaria in atto).
Vengono inoltre proposti:
- Visite in laboratorio facoltative per illustrare le principali attrezzature e i metodi per la caratterizzazione microstrutturale e meccanica dei biomateriali.
- Seminari facoltativi tenuti da ricercatori o personale proveniente dalle aziende, su temi specifici connessi agli argomenti trattati nel corso.
E’ fortemente consigliata la frequenza, perché a lezione verranno più volte ribaditi i concetti ritenuti fondamentali e su cui verteranno le domande d’esame.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un esame finale orale, di durata variabile, comprendente almeno 2 domande atte a verificare la padronanza dei concetti di base delle tematiche oggetto dell’insegnamento.
L’esame mira, in particolare, a verificare il raggiungimento dei seguenti obiettivi didattici:
1. Conoscenza dei principi che regolano l'interazione fra biomateriali ed ambiente fisiologico e dei processi di degradazione ed usura che ne influenzano la durabilità.
2. Conoscenza delle tipologie, proprietà ed ambiti applicativi dei biomateriali polimerici, ceramici e compositi di maggiore impiego.
3. Conoscenza dei principali strumenti e metodi per la caratterizzazione dei biomateriali polimerici, ceramici e compositi.
4. Capacità di effettuare la corretta scelta del biomateriale, del processo produttivo e del trattamento più idonei a soddisfare specifiche funzioni in esercizio.
La valutazione, espressa in trentesimi, sarà tanto più alta quanto più lo studente è:
- autonomo nell’argomentare le risposte ai due quesiti;
- esaustivo nell’esporre le argomentazioni.
La votazione che verrà verbalizzata sarà data dalla media aritmetica delle singole votazioni che lo studente avrà ottenuto nei due moduli di questo insegnamento (questo modulo e quello di BIOMATERIALI METALLICI). Se il risultato della media presenta il numero decimale 0.5 la votazione sarà arrotondata all’intero superiore. Per ottenere come valutazione finale “30 e lode” lo studente dovrà rientrare in uno dei due seguenti casi:
- avere ottenuto “30 e lode” in entrambi i moduli
- avere ottenuto “30 e lode” in un modulo e 30 nell’altro.
Il calendario delle prove è reso disponibile con anticipo sulla piattaforma AlmaEsami dell'Ateneo di Bologna. Gli studenti che intendono sostenere la prova devono iscriversi preliminarmente nella lista dell'appello scelto e devono esibire un documento di riconoscimento il giorno dell'esame. Gli appelli hanno una data di apertura e una di chiusura.
Strumenti a supporto della didattica
Le lezioni si avvalgono dell’uso di PC/Tablet/videopropiettore per la presentazione di slide (rese disponibili sulla piattaforma VIRTUALE).
Eventuali strumenti per studenti con disabilità possono essere concordati con il Servizio Studenti con DSA.
Sono proposte visite facoltative al laboratorio didattico.
La frequenza è consigliata per un migliore apprendimento dei concetti fondamentali.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Paola Fabbri