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L'insegnamento è rivolto agli studenti del Corso di Studi in Ingegneria Biomedica. Fondandosi sulle conoscenze acquisite negli insegnamenti di Scienza delle Costruzioni e Meccanica dei Sistemi Biologici, l'insegnamento di Resistenza dei biomateriali (RdB) propone un approfondimento della meccanica di alcuni biomateriali con l'obiettivo di fornire agli studenti una comprensione approfondita del comportamento meccanico dei materiali utilizzati per applicazioni biomediche e dei tessuti biologici stessi.
L'insegnamento vuole poi fornire le basi necessarie per comprendere semplici sistemi meccanici che schematizzano il comportamento di biostrutture elementari, anche attraverso l'uso di modelli computazionali. Il syllabus e l'organizzazione dell'insegnamento saranno presentati durante la prima lezione.
La google classroom RdB 2526 sarà utilizzata come deposito di materiale didattico quale dispense, materiale bibliografico e altro. Potrete anche usarla per "postare" quesiti al docente che siano visibili a tutti. Il codice per accedere è n7et33to.
Modalità di svolgimento
Modalità di svolgimento
L'orario delle lezioni è il seguente: lunedì 15:00-16:00 (aula 11), martedì 9:00-11:00 (aula 10) e giovedì 12:00-14:00 (aula 2). Le lezioni saranno erogate in presenza e non saranno registrate.
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 capacità 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. 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. Gli esempi prototipo che verranno esaminati sono la pompa cardiaca, per quanto riguarda le strutture biologiche e le protesi articolari (anca, ginocchio o gomito) e gli stent per quanto riguarda le biostrutture. 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. 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 comprendere e valutare la resistenza di una semplice struttura biologica (o biostrutttura).
Saranno organizzati dei seminari extra-curriculari tenuti da ricercatori/docenti esterni, che possono inquadrarsi nelle AAF per le quali il Corso di Studi prevede l'acquisizione di 1 CFU.
Organizzazione
Organizzazione
L'insegnamento comprende lezioni e risoluzione di problemi, come dettagliato nel Programma delle lezioni 2025/26 che sarà pubblicato. Gli studenti sono costantemente invitati a verificare il proprio grado di conoscenza della materia seguendo le indicazioni di spunti di lavoro che emergeranno durante le lezioni e porteranno allo studio di specifici risultati pubblicati su riviste scientifiche, attraverso sessioni di lavoro in gruppo in classe e a casa.
Il materiale didattico a disposizione degli studenti durante lo svolgimento del programma sarà costituito dalle tracce di cui sopra e da materiale bibliografico selezionato. Altri suggerimenti di lettura saranno dati in aula.
Informazioni sul ricevimento studenti sono rintracciabili nella bacheca (pagina Bacheca) e avverranno fino alla fine dell'anno.
Verifica dei risultati di apprendimento: descrizione della prova finale
Verifica dei risultati di apprendimento: descrizione della prova finale
La verifica dei risultati di apprendimento può avvenire secondo due modalità, a scelta dello studente.
La modalità tradizionale consiste in una prova orale articolata in due o più quesiti. Lo studente ha la facoltà di presentare un approfondimento su un argomento a scelta tra quelli trattati a lezione. In tal caso, dopo aver individuato con il docente un aspetto specifico dell'argomento prescelto, dovrà presentare al docente con congruo anticipo una relazione sul tema svolto. In tal caso, le domande vertono su elementi individuati dal docente e emersi dalla lettura della relazione. Il voto finale sarà determinato dalla valutazione complessiva di tutte le risposte e, nel caso, della relazione presentata.
Per gli studenti frequentanti è prevista una modalità alternativa basata su tre prove parziali (esoneri), in corrispondenza delle tre parti del corso. La struttura di ciascuna prova è di seguito illustrata.
Analisi in piccoli gruppi (3-4 persone) di un articolo scientifico del settore biomedico, proposto dal docente.
Presentazione dei risultati alla classe durante seminari extra-curriculari; questa fase prevede una valutazione collettiva del gruppo, con un peso pari ai 2/3 del voto finale della prova parziale che verrà proposto ai singoli componenti.
Durante l'esposizione, verrà stimolata una discussione attraverso domande poste ai singoli membri del gruppo per verificarne la preparazione; questa fase prevede una valutazione individuale, con un peso pari a 1/3 del voto finale della prova parziale.
Questa modalità è vivamente consigliata per favorire l'apprendimento continuo e lo sviluppo di competenze nel lavoro di squadra.
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