Modalità di svolgimento

L'orario delle lezioni sarà pubblicato qui appena noto. Le lezioni saranno erogate in presenza. 

L'insegnamento si articola in tre parti.

Parte I. Vengono rivisti ed approfonditi concetti noti dalla Scienza delle Costruzioni e dalla Meccanica dei sistemi biologici, esemplificati con specifico riferimento a diversi biomateriali naturali e sintetici. Attraverso lezioni ed esercitazioni, gli studenti saranno guidati nello studio della MECCANICA dei BIOMATERIALI: dalle nozioni di sforzo e deformazione all'analisi del comportamento meccanico dei materiali. In parte in classe e in parte a casa sarà sviluppato lo studio di specifici modelli reologici nonchè  delle evidenze sperimentali sulla rigidezza e resistenza di alcuni  materiali biologici che emergono dall'analisi di opportune curve sforzo-deformazione, oggetto di articoli pubblicati su riviste scientifiche del settore biomedico.  Risultati di apprendimento attesi: comprensione dello stato di sforzo e deformazione che emerge in una prova di trazione uniassiale e/o biassale  e relazione con la resistenza del materiale sotto test; elaborazione dei fenomeni di "creep" e "rilassamento" attraverso il  modello reologico solido standard.

Parte II. Lo studio prosegue con l'analisi del comportamento meccanico di alcuni MATERIALI BIOLOGICI e BIOMATERIALI, distinti in due classi: materiali duri e materiali soffici. Nella classe dei materiali duri, speciale attenzione verrà data al materiale osseo e alla sua capcità di rimodellazione. Nella classe dei materiali soffici, sarà proposto lo studio del tessuto vascolare e tendineo, nonchè di tessuti biologici oggetto di studio negli anni più recenti quali il tessuto muscolare, con la sua capacità di contrarsi, il tessuto vaginale e quello della vescica. In parte in classe e in parte a casa, lo studio sarà sviluppato attraverso l'analisi di  articoli scientifici pubblicati su riviste scientifiche del settore biomedico. Risultati di apprendimento attesi: comprensione delle caratteristiche meccaniche dei tessuti biologici analizzati.

Parte III. Infine sarà proposta l'analisi di STRUTTURE BIOLOGICHE e BIOSTRUTTURE elementari, anche queste distinte nelle due classi già menzionate. Un esempio prototipo nella classe delle strutture dure è la protesi (anca, ginocchio o gomito). Nella classe  delle strutture soffici, un esempio prototipo è fornito dagli stents (introdotti ad esempio nei vasi sanguigni per ridurre una stenosi). Un altro esempio, è la  struttura muscolare e in particolare quella rappresentata dalla pompa cardiaca. Lo studio di specifiche strutture biologiche riportato nella letteratura di settore costituiranno punto di discussione in classe, sul quale fondare eventuali approfondimenti, anche portati avanti in gruppo. Attraverso lo studio di problemi elementari, si evidenzieranno le grandi differenze meccaniche tra biomaterali e materiali biologici, capaci di rimodellarsi (rimodellazione ossea) e contrarsi (attività muscolare). Useremo come base modelli proposti nella piu recente letteratura per sviluppare la opportuna sensibilità rispetto al concetto di resistenza di biomateriali.  Risultati di apprendimento attesi:  capacità di impostare e risolvere un modello semplice di biostrutttura.