91241 - NANOMEDICINE

Conoscenze e abilità da conseguire

At the end of the course the student has acquired the knowledge for the design of contrast agents for the most common imaging techniques and of possible drug delivery systems, with a critical approach to nanomedicine, the knowledge of kinetic and thermodynamic stability of colloidal systems and stimuli-responsive materials, as well as of the main photochemical techniques used to investigate them.

Contenuti

Introduzione alle nanotecnologie ed alle sue applicazioni in medicina.

Le principali strutture utilizzate in nanomedicina. I vantaggi delle nanostrutture rispetto ai sistemi molecolari. Problematiche principali relative allo sviluppo della nanomedicina.

Le principali sfide della (nano)medicina moderna, legate alla lotta alle malattie cardiovascolari, ai tumori, alle malattie infettive, alle malattie neurodegenerative e legate all’invecchiamento.

Elementi di nomenclatura medica: il sistema reticoloendoteliale, la barriera emato-encefalica, angiogenesi e effetto di aumentata permeazione e ritenzione.

Meccanismi di internalizzazione cellulare.

Le nanoparticelle antivirali

La nanomedicina e la diagnostica.

La diagnostica in vitro: la ricerca di biomarkers. Presentazione di piattaforme analitiche per la diagnostica in vitro. Il caso dell’elettrochemiluminescenza. La tecnologia dei fagi. I fari molecolari e loro applicazioni. Elementi per la progettazione di un biosensore. La biopsia liquida e utilizzo di vescicole extracellulari in nanomedicina.

La diagnostica in vivo e le principali tecniche di imaging:

Risonanza Magnetica (MRI)

TAC (Raggi X)

Scintigrafia (Raggi g -SPECT)

Tomografia ad emissione di Positroni (PET)

Imaging ad ultrasuoni (US)

Imaging ottico (OI)

Le principali strategie per lo sviluppo di agenti di contrasto basati sulle nanotecnologie. Potenzialità delle nanostrutture nel campo dell’imaging multimodale.

L’utilizzo di nanostrutture in vivo come sonde per specie chimiche di interesse biologico.

La nanomedicina e la terapia. Drug delivery: problematiche e potenzialità. Stato dell’arte e potenzialità. Nanomedicina e terapia fototermica e fotodinamica. L’orizzonte della nanomedicina: la teranostica.

La stabilità colloidale delle nanoparticelle e la corona proteica. L’escrezione delle nanoparticelle come elemento essenziale per la loro applicazione in vivo.

Sintesi e proprietà delle principali tipologie di nanoparticelle utilizzate in nanomedicina: le particelle di silice, le particelle magnetiche, le nanoparticelle d’oro, le particelle contenenti ioni lantanidi.

Testi/Bibliografia

I lucidi possono essere scaricati presso la pagina web:

https://virtuale.unibo.it

Nei lucidi sono anche indicati i riferimenti agli articoli più aggiornati sull'argomento.

Metodi didattici

In generale, il metodo didattico utilizzato è quello delle lezioni frontali.
Oltre alle lezioni di carattere teorico, vengono svolte discussioni critiche su articoli scientifici, da svolgersi in piccoli gruppi. Verrà fatta anche l'esperienza di teach-back.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso il solo esame finale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova orale.

La prima domanda comporta la discussione critica di un articolo scientifico (di ricerca originale, non review) scelto, almeno una settimana prima, dallo studente. Le due o tre domande successive sono invece scelte dal docente su tutti gli argomenti presentati a lezione. Il voto finale rappresenta una media delle valutazioni delle singole domande.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore collegato a PC e lavagna. Gli articoli scelti per la discussione critica di gruppo sono forniti dal docente su supporto cartaceo o elettronico a scelta degli studenti

Le diapositive proiettate sono scaricabili dalla pagina:

https://virtuale.unibo.it

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Prodi