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Lingua Insegnamento:
BM:
Italiano
MD:
Italiano
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Testi di riferimento:
BM:
Biomaterials Science - 4th edition
Editors: William Wagner Shelly Sakiyama-Elbert, Guigen Zhang Michael Yaszemski
Academic Press (Elsevier), 2020
eBook ISBN: 9780128161388
Hardcover ISBN: 9780128161371
Biomateriali. Dalla scienza dei materiali alle applicazioni cliniche
C. Di Bello, A. Bagno
Ed. Patron, 2016
ISBN/EAN: 9788855533324
Slides delle lezioniMD:
-"Scienza dei materiali dentari" Vol 1 e Vol 2 (ed.2018) SIMIONATO-casaeditrice PICCIN-"Materiali per l' odontoiatria restaurativa" (ed. 1998), Robert G. CRAIG.casa editrice Elsevier - Masson
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Obiettivi formativi:
BM:
Il corso intende fornire agli studenti i fondamenti di Scienza e Tecnoloiga dei Biomateriali
e le competenze necessarie ad operare nel campo del design di Biomateriali e di dispositivi biomedici che utilizzino biomateriali.
D1 - Conoscenza e capacità di comprensione
Lo studente, al termine del corso, dovrà conoscere i principi fisici e
chimici di
base che sottendono alle proprietà dei materiali studiati, le proprieta’
funzionali dei vari materiali e come queste siano correlate
alla loro
microstruttura e/o composizione chimica
D2 - Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze acquisite
valutando razionalmente le proprietà funzioali dei vari materiali (o
famiglie di materiali) e dimostrando di aver compreso le basi chimiche e
microstruttuali di tali comportamenti (per es. spiegando perché una piastra di rigenerazione ossea in nylon si degradi velocemente in un sito d'impianto ben irrorato dai fluidi corporei e lentamente in uno poco irrorato).
D3 - Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà essere in grado di valutare, optando tra le varie
possibilità, la scelta del materiale piu’ adatto per la produzione di un dispositivo biomedico
D4 - Abilità comunicative
Lo studente dovrà essere in grado, con proprietà di linguaggio, di
descrivere le caratteristiche meccaniche e/o strutturali e/o chimico-funzionali dei vari materiali
trattati, e di comunicare efficacemente i fondamenti fisici e chimci che
sottendono a dette proprietà meccaniche/strutturali.
D5 - Capacità di apprendimento
Lo studente dovrà essere in grado di interpretare e impiegare manuali
tecnici per operare selezioni di componenti o applicazioni specifiche, e di acquisire in modo ragionato informazioni su materiali innovativi correlate agli argomenti studiati.
MD:
Il Corso si propone presentare allo Studente di Ingegneria Biomedica le necessità connesse al mondo della progettazione dei dispositivi Biomedicali in ambito odontoiatrico. In questa ottica il Corso si prefigge di introdurre lo studente alla natura dei differenti materiali impiegati in odontoiatria.
Verranno identificate le differenze fra un materiale tal quale ed un materiale facente parte di un dispositivo, evidenziando le differenze dovute a trattamenti, lavorazioni e processi che un Ingegnere deve poter applicare per modificare le proprietà dei materiali in funzione delle specifiche esigenze odontoiatriche.
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Prerequisiti:
BM:
Conoscenza di Chimica generale, conoscenze di base di chimica organica e di Scienza e tecnologia dei Materiali.
MD:
Propedeuticità richieste dall'ordinamento
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Metodi didattici:
BM:
Lezioni frontali
MD:
Lezioni frontali, video, seminari e dimostrazioni pratiche di supporto alla didattica frontale
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Modalità di verifica dell'apprendimento:
BM:
Esami scritti dal vivo, più eventuali esami orali per gli studenti leggermente al di sotto del punteggio di 18, o che vogliono aumentare il loro punteggio dopo gli esami scritti.
Più in dettaglio, ci saranno due percorsi:
a) tre esami parziali, ognuno incentrato su una parte del programma del corso, con domande a scelta multipla; gli studenti che avranno ottenuto voti ≥18 in tutti e tre gli esami parziali potranno scegliere se mantenere la media dei voti dei tre esami parziali senza ulteriori verifiche; quelli che avranno superato con voto >= 18 solo alcuni dei parziali potranno sostenere un esame orale sulle sole parti di programma insufficienti.Gli studenti che non avranno sostenuto/superato nessun esame parziale dovranno sostenere il percorso b). Gli esami parziali si terranno solo durante il corso.
b) un unico esame orale su tutto il corso.
MD:
Per superare l'esame orale occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30 in ciascun modulo. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati durante il corso.Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, argomentando un ragionamento lineare con l’impiego di termini tecnici ed avvalendosi di espressioni linguistiche corrette.
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Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile:
Questo insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile
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Altre Informazioni:
BM:
Il giorno di ricevimento studenti è il mercoledì, dalle 9.00 alle 11.00, previo appuntamento tramite email. E' comunque possibile combinare ricevimenti anche in altri giorni e orari, sempre previo scambio email.
MD:
orario di ricevimento: martedì dalle 10 alle 12
BM:
Parte 1 - Generalità sui biomateriali e sulla loro interazione con l’organismo
• Classificazione dei biomateriali e normative principali
• Matrice extracellulare
• Risposta dell'organismo ospite
• Esempi di applicazioni pratiche dei biomateriali
• Parte 2 - Polimeri come biomateriali
• Polimeri: generalità (definizione, caratteristiche meccaniche e chimiche, stabilità/
degradabilità)
• Polimeri biostabili
• Esempi di polimeri biocompatibili biostabili sintetici e naturali (PE, PP, ecc)
• Polimeri biodegradabili/bioassorbibili: generalità e caratteristiche
• Polimeri degradabili sintetici: Caratteristiche ed esempi (Poliesteri, PLLA, ecc)
• Polimeri degradabili naturali: Caratteristiche ed esempi (chitosani, alginati, ecc)
Parte 3 - Biomateriali metallici, bioceramiche e biovetri
Parte 4 - Altri tipi di biomateriali, modifica delle superfici, cenni di ingegneria
tissutale e organi artificiali
MD:
Concetti Introduttivi;
Proprietà Dei Materiali Dentari;
Biocompatibilità Dei Materiali Dentari;
Materiali In Conservativa;
Materiali In Endodonzia;
Materiali In Protesi;
Materiali In Implantologia;
Materiali In Ortodonzia;
Materiali In Parodontologia;
Materiali Per Igiene E Prevenzione;
Nuove Tecnologie E Materiali Ecosostenibili
Dispositivi medici odontoiatrici
BM:
Parte I
- Generalità sui biomateriali: definizioni, storia, utilizzi, rilevanza economica e sociale
- Effetti dei biomateriali sull'organismo: potenzialità (cura, mantenimento, potenziamento, diagnostica) e problematiche (rigetto, carcinogenicità, tossicità, pirogenicità, ecc)
- Applicazioni dei biomateriali in impianto interno, esterno, ambito extracorporeo
- Classificazione dei biomateriali rispetto agli organismi viventi: biostabili a conservazione di forma, biostabili rigonfiabili, biodegradabili, bioassorbibili
- Classificazione dei biomateriali (metalli, polimeri naturali, polimeri sintetici, biomateriali derivanti da organismi, bioceramiche, biovetri, compositi)
- Attuali metodi di classificazione internazionale dei biomateriali e normative principali
- Matrice extracellulare
- Risposta dell'organismo ospite (fasi dell'infiammazione, tempistiche di sviluppo, problemi generati)
- Caratteristiche principali dell'interfaccia organismo ospite/biomateriale e problematiche correlate (infiammazione, durabilità, conservazione della funzionalità, ecc)
- Cenni di funzionamento del sistema immunitario
- Polimeri: generalità (definizione di polimero, polimeri lineari/branched/reticolati, copolimeri, peso molecolare, polimeri idrofili/idrofobi)
- Polimeri biostabili: generalità e caratteristiche ai fini dell'utilizzo come biomateriali (biocompatibilità, facilità di reperimento, costo)
- Polimeri biodegradabili/bioassorbibili: generalità e caratteristiche ai fini dell'utilizzo come biomateriali (utilità, problemi generati, costi, qualità della vita)
- Cinetica di degradazione dei polimeri
- Erosione massiva ed erosione superficiale
- Meccanica molecolare e fenomeni chimici (idrolisi, autocatalisi) dell'erosione in vitro e in vivo
- Principali parametri che governano la velocità dell'erosione (peso molecolare, acidità, cristallinità, ecc)
- Esempi pratici di applicazioni di biomateriali: impianti d'anca, viti per fissaggio osseo, sistemi protesici ortodontici
Parte II
Tipi di materiali polimerici usati in biomedicina:
- Polietilene: bassa, media, alta e ultra-alta densità - Caratteristiche e applicazioni
- Polipropilene: Caratteristiche e applicazioni
- Polimetilmetacrilato: Caratteristiche e applicazioni
- Poliammidi: Caratteristiche e applicazioni
- Polietere-etere-chetone: Caratteristiche e applicazioni
- Polivinilcloruri: Caratteristiche e applicazioni
- Gomme e lattici (sia sintetici che naturali): Caratteristiche e applicazioni
- Poliuretani: Caratteristiche e applicazioni
- Esempi di polimeri biodegradabili/bioassorbibili:
- Polimeri sintetici: Caratteristiche e desiderabilità del loro utilizzo, problematiche
- Poliesteri: Caratteristiche e applicazioni
- Acido polilattico: Caratteristiche e applicazioni
- Acido poliglicolico: Caratteristiche e applicazioni
- Acido poli(lattico-co-glicolico): Caratteristiche e applicazioni
- Polidiossanone: Caratteristiche e applicazioni
- Policaprolattone: Caratteristiche e applicazioni
- Idrogels sintetici: Caratteristiche e applicazioni
- Polimeri naturali: Caratteristiche e desiderabilità del loro utilizzo, problematiche
- Chitine e chitosani: Caratteristiche e applicazioni
- Alginati: Caratteristiche e applicazioni
- Collagene: Caratteristiche e applicazioni
- Acido ialuronico: Caratteristiche e applicazioni
- Elastina
- Destrano: Caratteristiche e applicazioni
- Idrogels naturali: Caratteristiche e applicazioni
- Biomateriali metallici: generalità e caratteristiche (stabilità, proprietà strutturali, peculiarità di produzione, biomateriali metallici biostabili e biodegradabili)
- Principali applicazioni dei biomateriali metallici: morfologia (compatti, reti, schiume), problematiche pratiche (biocompatibilità, detriti, trombi, rilascio),
- Esempi di biomateriali metallici biostabili:
- Acciai inossidabili: Caratteristiche e applicazioni
- Leghe di cobalto: Haynes, Stelliti, Vitallium; Caratteristiche e applicazioni
- Leghe di titanio: Caratteristiche e applicazioni
- Leghe Zirconio-Niobio: Caratteristiche e applicazioni
- Leghe Nichel-Titanio: Caratteristiche e applicazioni
- Leghe a memoria di forma: Caratteristiche e applicazioni
- Leghe dentali (oro, amalgama, ecc): Caratteristiche e applicazioni
- Esempi di biomateriali metallici biodegradabili:
- A base Magnesio: Caratteristiche e applicazioni
- A base Zinco: Caratteristiche e applicazioni
- A base Ferro: Caratteristiche e applicazioni
- Schiume metalliche: fabbricazione, caratteristiche meccaniche e funzionali, esempi di applicazioni.
- Biomateriali metallici per elettrodi impiantabili: oro, platino, platino-iridio
- Biomateriali ceramici: generalità e caratteristiche (stabilità, proprietà strutturali, peculiarità di produzione, ceramiche biostabili e biodegradabili)
- Ceramiche biostabili, biodegradabili, bioattive
- Esempi di biomateriali ceramici biostabili:
- Allumina: Caratteristiche e applicazioni
- Zirconia: Caratteristiche e applicazioni
- Titania: Caratteristiche e applicazioni
- Porcellana feldspatica: Caratteristiche e applicazioni
- Titanio nitruro: Caratteristiche e applicazioni
- Zirconio nitruro: Caratteristiche e applicazioni
- Silicio nitruro: Caratteristiche e applicazioni
- Esempi di biomateriali biomateriali ceramici biodegradabili/bioassorbibili:
- Idrossiapatite: Caratteristiche e applicazioni
- Dicalcio fosfato idrato: Caratteristiche e applicazioni
- Tricalcio fosfato: Caratteristiche e applicazioni
- Biovetri: generalità e caratteristiche (stabilità, proprietà strutturali, meccanismo di biodegradabilità)
- Silicati bioattivi: Caratteristiche, meccanismi di assorbimento e applicazioni
- Biovetri osteoproduttivi e osteoconduttivi
- Biovetri da fuso o da sol-gel
- Applicazioni dei biovetri
Parte III
- Biomateriali carboniosi: generalità e caratteristiche (composizione, preparazione, biocompatibilità)
- Carbonio turbostratico: Caratteristiche e applicazioni
- Carbonio vitreo: Caratteristiche e applicazioni
- Biomateriali derivanti da organismi viventi: generalità e caratteristiche (tipologie, peculiarità, rigetto, variabilità, disponibilità)
- Esempi di applicazioni di biomateriali derivanti da organismi viventi:
- Tessuti biologici animali per protesi valvolari
- Innesti di pelle autologhi
- Innesti ossei autologhi, omologhi, eterologhi
- Biomateriali compositi: generalità e caratteristiche (tipologie, caratteristiche funzionali, applicazioni)
- Biomateriali avanzati (grafene, nanofibre e nanocompositi): panoramica
- Biomateriali per Ingegneria tissutale
- Processi per la fabbricazione di scaffolds
- Tecniche di modifica superficiale dei biomateriali
- Trattamenti fisici: plasma, corona, radiazioni ionizzanti
- Trattamenti chimici: ossidazione, trattamenti acidi e basici, funzionalizzazione
- Cenni su Biomateriali per organi artificiali
MD:
1. CONCETTI INTRODUTTIVI.
- Introduzione alla scienza dei materiali
- Restauro dell’apparato stomatognatico
- struttura della Materia
- proprietà fisiche e chimiche, biologiche, meccaniche, tecnologiche dei materiali;
2. PROPRIETÀ DEI MATERIALI DENTARI.
- La corrosione elettrolitica
- Tensocorrosione
- Settling
3. BIOCOMPATIBILITÀ DEI MATERIALI DENTARI
- generalità
- test
-normative
4. CONCETTI INTRODUTTIVI SUI MATERIALI IMPIEGATI IN ENDODONZIA, ORTODONZIA, PARODONTOLOGIA ED IGIENE DENTALE
5. MATERIALI IN PROTESI
- Materiali metallici: leghe nobili e non nobili; saldature e saldobrasature
- Polimeri,
- Materiali ceramici: Cristallini, amorfi e misti
- Materiali ceramici tradizionali
- Materiali ceramici avanzati o speciali
- Vetroceramiche
- Materiali da impronta
- Materiali per modelli,
- Le cere
- Materiali da rivestimento,
- Tecnologie digitali,
- La metalloceramica
- Colorimetria
6. MATERIALI IN IMPLANTOLOGIA
- I biomateriali
- Il titanio in implantologia
- Leghe di titanio
- Membrane riassorbibili e non, impiegate nella rigenerazione ossea
- Scaffold custom- made con progettazione 3D cad/cam
7. Nuove tecnologie e nuovi materiali nell'era digitale.
- Generalità Materiali CAD-CAM
- Materiali CAD/CAM a disposizione
12.Tossicità dei Materiali in Laboratorio
Scopri cosa vuol dire essere dell'Ud'A
SEDE DI CHIETI
Via dei Vestini,31
Centralino 0871.3551
SEDE DI PESCARA
Viale Pindaro,42
Centralino 085.45371
email: info@unich.it
PEC: ateneo@pec.unich.it
Partita IVA 01335970693
