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“Biomateriali, Organi Artificiali e Protesi”

NB. Il programma e' indicativo degli argomenti che verranno trattati a lezione. Non e' esaustivo e non esula dal venire e seguire le lezioni

Programma del Corso di “Biomateriali, Organi Artificiali e Protesi” (Prof. Orfeo Sbaizero)

Contenuti del corso

Introduzione 

Generalità e definizioni. Panoramica sulle applicazioni dei biomateriali

Biomateriali

Struttura e proprieta’dei biomateriali 

Concetto di struttura e definizioni. Concetto di fase e cenni di termodinamica. Principi di cristallografia

Cristallografia strutturale: metodi per lo studio della struttura. Correlazione fra struttura e attività di molecole biologiche e farmaci

Imperfezioni e difetti nei solidi, metodi per lo studio della difettualità e della chimica dei biomateriali (SEM, XRD, XRF, EDS-EDAX, TG, DTG, DTA) Considerazioni generali sulle proprietà meccaniche dei biomateriali

Sollecitazione meccanica semplice, sollecitazione statica e sollecitazione dinamica Ruolo dei difetti sulle proprietà meccaniche dei solidi Proprietà termiche, elettriche, ottiche ed acustiche dei biomateriali

Durezza, attrito ed usura, Densità, porosità ed assorbimento dei Raggi X Viscoelasticità, creep e rilassamento dello sforzo Permeabilità dentinale e ossea

Biomateriali metallici 

Struttura e proprietà dei materiali metallici I biomateriali metallici: (acciai inossidabili, leghe Cobalto– Cromo, Titanio e sue leghe, Oro e sue leghe, leghe a memoria di forma); applicazioni (protesi odontoiatriche ed ortopediche); problematiche (corrosione, biocompatibilità, tossicità)

Biomateriali ceramici 

Struttura e proprietà dei materiali ceramici I biomateriali ceramici (bioinerti e bioattivi) I biominerali

Biomateriali polimerici

I polimeri sintetici e il processo di polimerizzazione I principali biomateriali polimerici

Biocompatibilita’ (1) 

Definizioni di biocompatibilità Cenni sui tessuti duri mineralizzati, i tessuti molli (materiali biologici) Il processo di guarigione di una lesione tissutale

Biocompatibilita’(2) 

Normativa e tests

Reazioni dell’organismo all’impianto 

Concetti generali e definizioni La risposta dei tessuti all’impianto di materiale estraneo

Organi Artificiali e Protesi

Problemigenerali: 

Le patologie tipiche che richiedono l'uso di una protesi o un sistema di supporto e i problemi inerenti all'uso dei dispositivi (infiammazione, vita media ecc).

Principi generali e classificazione di protesi: 

Caratteristiche costruttive, principali tecnologie impiegate, materiali, biocompatibilità e criteri generali di progetto, standard e norme

Supporti per la respirazione: 

Confronto tra polmone naturale e polmone artificiale.

Ossigenatori, problemi di trasporto e scambio

Supporti per la circolazione: 

Protesi per i vasi sanguigni, problemi di flusso e "mismatch" delle proprieta' meccaniche tra vasi artificiali e naturali. Il cuore artificiale (TAH, LVAD, BIVAD, e i problemi aperti (es. l'uso di anticoagulanti)

ReneArtificiale: 

Dialisi: Introduzione, proprieta' delle membrane, concetti di clearance, permeabilita' ecc. Trasporto dell'urea. Dialisi interperitoneale.

PancreasArtificiale:

Problemi con sensori di glucosio. Pompe di insulina commerciali. Controllo ad anello chiuso di un pancreas artificiale.

Protesi del seno: 

Protesi dell' osso: 

Richami sulla struttura e proprieta' meccaniche e piezoelettriche del osso, Biomeccanica delle protesi d'anca, protesi d'arto ed endoprotesi, cenni a protesi d'omero, delle dita, polso, ginocchio.

Commercializzazione e sorveglianza dei dispositivi medici

Legislazione: direttive comunitarie 


Testiconsigliati

Biomaterials Science: An Introduction to Materials in medicine 

B.D. Ratner, A. S. Hoffman, F. J. Schoen, J. E. Lemons


Biomaterials – An Introduction 

J B Park and R S Lakes Plenum 

Publishing Corp. (1992)


Structural Biomaterials 

J Vincent Princeton University Press (1990)


Biomateriali per protesi e organi artificiali, 

R. Pietrabissa Pàtron Editore, 1996

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