DIPARTIMENTO DI SCIENZE CLINICO-CHIRURGICHE, DIAGNOSTICHE E PEDIATRICHE
TECNICHE DI FISIOPATOLOGIA CARDIOCIRCOLATORIA E PERFUSIONE CARDIOVASCOLARE (ABILITANTE ALLA PROFESSIONE SANITARIA DI TECNICO DI FISIOPATOLOGIA CARDIOCIRCOLATORIA E PERFUSIONE CARDIOVASCOLARE)
Principi di chimica generale: configurazione elettronica e tavola periodica, teoria dei legami chimici, teoria dello stato solido, solidi cristallini, solidi metallici, solidi ionici, solidi molecolari. Principi di chimica organica: idrocarburi e gruppi funzionali
Gli obiettivi formativi specifici del corso consistono nell’acquisizione delle conoscenze teoriche dei principi che regolano la progettazione e l'utilizzo dei biomateriali in funzione della loro compatibilità rispetto alla specifica applicazione.
Argomenti introduttivi Materiali e biomateriali: definizioni, classificazione, aree ed esempi di applicazione. Categorie di biomateriali: metalli, ceramici, polimeri, materiali compositi, materiali di origine biologica. Compatibilità e biocompatibilità. Affidabilità di dispositivi biomedici in relazione alla compatibilità. La risposta dei tessuti all’impianto di materiali estranei La risposta ad una lesione tissutale. Infiammazione, aggressione macrofagica. Metabolizzazione, espulsione o incapsulazione. Aspetti legati all’inerzia chimica del materiale impiantato e alla sterilizzazione. Le reazioni del sangue: emolisi, coagulazione, denaturazione proteica, attivazione delle reazioni immunitarie.
dei materiali.
Funzionalizzazione coating superificiale. Caratteristiche fisico-meccaniche dei materiali Caratteristiche fisiche di interesse per un materiale: caratteristiche termiche, elettriche, ottiche. Caratteristiche superficiali. Proprietà dei materiali. Caratterizzazione delle proprietà dei materiali. Errori di misura. Definizioni di attendibilità, precisione, accuratezza, specificità, sensibilità, ripetibilità e riproducibilità delle misure.
Sollecitazione meccanica semplice. Sollecitazione statica e dinamica. Caratteristiche meccaniche: il diagramma sforzo-deformazione. Elasticità lineare, legge di Hooke; elasticità non lineare. Elasto-plasticità. Viscoelasticità e dipendenza dalla velocità di deformazione. Resistenza dei materiali a carichi statici e a carichi impulsivi. Resistenza a carichi ciclici: fatica meccanica. I materiali metallici Caratteristiche dei metalli come materiali da costruzione. Legame metallico e reticoli cristallini dei metalli. Principali caratteristiche meccaniche e fisico-chimiche. Meccanismo di scorrimento dei piani reticolari. Difetti reticolari puntuali, lineari (dislocazioni) e di superficie (bordi di grano). Corrosione dei materiali metallici. Reazioni anodica e catodica in presenza di soluzione aerata e non aerata. Diagrammi per la stima della velocità di corrosione. Principali forme di corrosione. Le leghe metalliche.
I materiali ceramici Caratteristiche dei ceramici come materiali da costruzione. Struttura dei cristalli ionici e covalenti. Ceramici a base di silicio e di alluminio; ceramici tecnici. Bioinerzia e bioattività. Biomateriali ceramici: Ceramici bioinerti, ceramici bioattivi. Il carbonio turbostrato: struttura, proprietà. Carbonio pirolitico. I materiali polimerici Struttura chimica e legami chimici del carbonio e del silicio. Monomeri, oligomeri, polimeri. Meccanismi di polimerizzazione. Peso molecolare e grado di polimerizzazione. Struttura delle catene polimeriche. Cristallinità, grado di cristallinità. Proprietà termomeccaniche: polimeri termoplastici e termoindurenti. Temperature di transizione. Relazioni fra struttura e proprietà dei polimeri termoplastici. Degradazione dei polimeri: effetti chimici, meccanochimici, della sterilizzazione e dell’ambiente biologico.
I materiali di origine biologica I tessuti molli: struttura e caratteristiche meccaniche del collagene e dell’elastina. I compositi collagene - elastina. Esempi applicazione dei biomateriali di origine biologica: ingegneria dei tessuti/organi.
Lezioni frontali
Collana di Ing. Biomedica.
Riccardo Pietrabissa.
Biomateriali per Protesi ed Organi Artificiali.
Patron Editore, Bologna 1996.
Università di Pavia - Offerta formativa