ID:
A000311
Durata (ore):
48
CFU:
6
Url:
INGEGNERIA INDUSTRIALE/Orientamento Biomateriali Anno: 3
Anno:
2023
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (26/02/2024 - 17/05/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso si prefigge di:
OF 1 (Conoscenza e comprensione): Fornire la conoscenza sui meccanismi e tipologie di degrado dei materiali metallici, polimerici e ceramici al variare delle caratteristiche chimico-fisiche dell’ambiente con speciale riferimento ad ambiente biologico. Fornire le conoscenze sugli effetti sinergici che l’ambiente aggressivo e lo stato di sollecitazione hanno sui fenomeni di degrado dei biomateriali e sulle loro prestazioni . Far apprendere le possibili tecniche di protezione, acquisendo la capacità di comprendere gli aspetti critici che intervengono a causare i fenomeni di degrado.
OF 2 (Capacità di applicare conoscenza e comprensione): Far sviluppare la capacità di applicare le conoscenze ingegneristiche acquisite sui meccanismi e tipologie di degrado dei materiali in diversi ambienti, attraverso lo svolgimento di attività di progettazione/sviluppo pratico di concetti teorici, utilizzando tecniche e strumenti adeguati. Far sviluppare la capacità di utilizzare delle fonti tecnico scientifiche, normative nazionali, europee e internazionali del settore per aggiornarsi su metodi, tecniche, tecnologie e strumenti nel campo della bio ingegneria; fornire le competenze nel campo della progettazione di biomateriali da utilizzare per specifici ambienti, stimando la durata del biomateriale in funzione delle condizioni di esercizio
OF 3 (Autonomia di giudizio): Far acquisire la capacità di identificare, formulare e risolvere problemi nel campo della durabilità dei materiali utilizzando metodi teorici, analitici e sperimentali; fornire le conoscenze di base per l’interpretazione della letteratura tecnica e l’utilizzo di dati sperimentali; far sviluppare la capacità di consultare norme, manuali tecnici e letteratura scientifica del settore discernendo l'utilità delle informazioni ottenute anche per progettare e condurre esperimenti appropriati, interpretare i dati e trarre conclusioni; sviluppare la capacità di elaborare autonomamente i concetti, sviluppando ed interpretando le informazioni tecniche e scientifiche inerenti il degrado dei materiali con speciale riferimento all’ambiente biologico
OF 4 (Abilità comunicative): Valorizzare le capacità espositive e la capacità critiche dello studente in contesti teorici e sperimentali; far sviluppare una capacità comunicativa con linguaggio tecnico appropriato mirato a consentire di dialogare costruttivamente con altre figure professionali coinvolte tecniche e non.
OF 5 (Capacità di apprendimento): Far acquisire un metodo di studio individuale adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate o settoriali.
OF 1 (Conoscenza e comprensione): Fornire la conoscenza sui meccanismi e tipologie di degrado dei materiali metallici, polimerici e ceramici al variare delle caratteristiche chimico-fisiche dell’ambiente con speciale riferimento ad ambiente biologico. Fornire le conoscenze sugli effetti sinergici che l’ambiente aggressivo e lo stato di sollecitazione hanno sui fenomeni di degrado dei biomateriali e sulle loro prestazioni . Far apprendere le possibili tecniche di protezione, acquisendo la capacità di comprendere gli aspetti critici che intervengono a causare i fenomeni di degrado.
OF 2 (Capacità di applicare conoscenza e comprensione): Far sviluppare la capacità di applicare le conoscenze ingegneristiche acquisite sui meccanismi e tipologie di degrado dei materiali in diversi ambienti, attraverso lo svolgimento di attività di progettazione/sviluppo pratico di concetti teorici, utilizzando tecniche e strumenti adeguati. Far sviluppare la capacità di utilizzare delle fonti tecnico scientifiche, normative nazionali, europee e internazionali del settore per aggiornarsi su metodi, tecniche, tecnologie e strumenti nel campo della bio ingegneria; fornire le competenze nel campo della progettazione di biomateriali da utilizzare per specifici ambienti, stimando la durata del biomateriale in funzione delle condizioni di esercizio
OF 3 (Autonomia di giudizio): Far acquisire la capacità di identificare, formulare e risolvere problemi nel campo della durabilità dei materiali utilizzando metodi teorici, analitici e sperimentali; fornire le conoscenze di base per l’interpretazione della letteratura tecnica e l’utilizzo di dati sperimentali; far sviluppare la capacità di consultare norme, manuali tecnici e letteratura scientifica del settore discernendo l'utilità delle informazioni ottenute anche per progettare e condurre esperimenti appropriati, interpretare i dati e trarre conclusioni; sviluppare la capacità di elaborare autonomamente i concetti, sviluppando ed interpretando le informazioni tecniche e scientifiche inerenti il degrado dei materiali con speciale riferimento all’ambiente biologico
OF 4 (Abilità comunicative): Valorizzare le capacità espositive e la capacità critiche dello studente in contesti teorici e sperimentali; far sviluppare una capacità comunicativa con linguaggio tecnico appropriato mirato a consentire di dialogare costruttivamente con altre figure professionali coinvolte tecniche e non.
OF 5 (Capacità di apprendimento): Far acquisire un metodo di studio individuale adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate o settoriali.
Prerequisiti
È richiesta una conoscenza dei principi fondamentali di Fisica (grandezze e unità di misura) Chimica (nomenclatura, atomi e legami atomici, elettrochimica) e Scienza e Tecnologia dei Materiali (struttura e proprietà dei materiali).
Metodi didattici
Lezioni con presentazioni PowerPoint; esercitazioni e discussione di esempi specifici. Il corso prevede 24 ore di attività didattica frontale, integrate da 24 ore di esercitazioni in aula o in laboratorio. Durante il corso, saranno organizzate lezioni (inerenti la progettazione e prevenzione dalla corrosione) volte a stimolare la partecipazione individuale ed in gruppo degli studenti.
Verifica Apprendimento
Durante il corso saranno svolte 2 prove in itinere programmate per verificare la preparazione degli studenti sugli argomenti svolti. Le prove in itinere saranno somministrate solo agli studenti frequentanti (frequenza >=70%). Le due prove saranno svolte a metà ed a fine del corso, rispettivamente. La valutazione delle prove in itinere saranno espresse in trentesimi. L’eventuale esito positivo delle prove in itinere sarà conservato per 3 anni.
Per gli studenti che hanno svolto le prove in itinere l’esame finale consisterà in un colloquio integrativo che dagli argomenti che ha sviluppato nelle verifiche si estenderà ai ulteriori concetti sviluppati durante il corso. Il voto finale terrà in conto inoltre della interazione e partecipazione attiva dei ragazzi alle lezioni.
Per chi non volesse svolgere le prove in itinere o non ha raggiunto un esito positivo delle prove in Itinere, potrà sostenere direttamente un esame finale.
In tal caso, l'esame finale consiste in una esercitazione scritta e una discussione orale su vari argomenti trattati durante il corso. Il giudizio finale, sarà basato sulla valutazione sia della esercitazione scritta che della discussione orale.
Sarà espresso in trentesimi, è commisurato alla preparazione dimostrata dallo studente negli argomenti trattati nel corso, con particolare riferimento alla padronanza dei concetti e dei metodi, alla capacità di applicare concetti e metodi alla soluzione di problemi, alla chiarezza di esposizione. Nel caso in cui lo studente non superi l’esame, può sostenere il medesimo al prossimo appello utile secondo le medesime modalità. Tuttavia, questo esame può prevedere solo discussione orale se, lo studente a sua discrezione, chiede di considerare valida l'esercitazione scritta svolta in precedenza (possono essere considerate come prova scritta anche le prove in itinere).
Per gli studenti che hanno svolto le prove in itinere l’esame finale consisterà in un colloquio integrativo che dagli argomenti che ha sviluppato nelle verifiche si estenderà ai ulteriori concetti sviluppati durante il corso. Il voto finale terrà in conto inoltre della interazione e partecipazione attiva dei ragazzi alle lezioni.
Per chi non volesse svolgere le prove in itinere o non ha raggiunto un esito positivo delle prove in Itinere, potrà sostenere direttamente un esame finale.
In tal caso, l'esame finale consiste in una esercitazione scritta e una discussione orale su vari argomenti trattati durante il corso. Il giudizio finale, sarà basato sulla valutazione sia della esercitazione scritta che della discussione orale.
Sarà espresso in trentesimi, è commisurato alla preparazione dimostrata dallo studente negli argomenti trattati nel corso, con particolare riferimento alla padronanza dei concetti e dei metodi, alla capacità di applicare concetti e metodi alla soluzione di problemi, alla chiarezza di esposizione. Nel caso in cui lo studente non superi l’esame, può sostenere il medesimo al prossimo appello utile secondo le medesime modalità. Tuttavia, questo esame può prevedere solo discussione orale se, lo studente a sua discrezione, chiede di considerare valida l'esercitazione scritta svolta in precedenza (possono essere considerate come prova scritta anche le prove in itinere).
Testi
- P. Pedeferri, Corrosione e protezione dei materiali metallici, Milano Polipress
- M. Jenkins A. Stamboulis, Durability and Reliability of Medical Polymers, Woodhead Publishing
- Appunti del corso
- M. Jenkins A. Stamboulis, Durability and Reliability of Medical Polymers, Woodhead Publishing
- Appunti del corso
Contenuti
-ASPETTI INTRODUTTIVI. Introduzione al corso. Durabilità e degrado dei materiali nel corpo umano. Tossicità, allergenicità e biocompatibilità dei materiali. Alcuni
esempi pratici.
-BIOMATERIALI METALLICI. Le leghe metalliche in campo biomedico. I fluidi organici come elettroliti. Concetti di base dei fenomeni corrosivi. Aspetti termodinamici ed elettrochimici dei meccanismi di corrosione sulle superfici dei biomateriali metallici nel corpo umano. Velocità ed intensità dell'attacco corrosivo. Forme di corrosione generalizzata e localizzata. L’influenza delle sollecitazioni meccaniche: tensocorrosione, fatica e corrosione fatica. Metodi di protezione e prevenzione della corrosione nel corpo umano dei materiali metallici. Metalli biodegradabili. Metalli bioassorbibili. Casi studio.
-BIOMATERIALI POLIMERICI. Durabilità ed affidabilità dei polimeri non bioassorbibili: processi di usura e problematiche di accoppiamento con altri materiali. Meccanismi di invecchiamento, infragilimento e frattura. Polimeri bioassorbibili. Meccanismi di degradazione. Casi Studio.
-BIOMATERIALI CERAMICI. I materiali ceramici per applicazioni biomediche. Principali tecnologie di sintesi. Proprietà dei materiali ceramici e applicazioni. Resistenza all’usura e comportamento in accoppiamento con altri materiali. Meccanismi di degrado e di frattura. Il caso studio della zirconia. Rivestimenti ceramici. Materiali ceramici a gradiente di composizione. Materiali ceramici biocompatibili e bioassorbibili. Esempi applicativi.
esempi pratici.
-BIOMATERIALI METALLICI. Le leghe metalliche in campo biomedico. I fluidi organici come elettroliti. Concetti di base dei fenomeni corrosivi. Aspetti termodinamici ed elettrochimici dei meccanismi di corrosione sulle superfici dei biomateriali metallici nel corpo umano. Velocità ed intensità dell'attacco corrosivo. Forme di corrosione generalizzata e localizzata. L’influenza delle sollecitazioni meccaniche: tensocorrosione, fatica e corrosione fatica. Metodi di protezione e prevenzione della corrosione nel corpo umano dei materiali metallici. Metalli biodegradabili. Metalli bioassorbibili. Casi studio.
-BIOMATERIALI POLIMERICI. Durabilità ed affidabilità dei polimeri non bioassorbibili: processi di usura e problematiche di accoppiamento con altri materiali. Meccanismi di invecchiamento, infragilimento e frattura. Polimeri bioassorbibili. Meccanismi di degradazione. Casi Studio.
-BIOMATERIALI CERAMICI. I materiali ceramici per applicazioni biomediche. Principali tecnologie di sintesi. Proprietà dei materiali ceramici e applicazioni. Resistenza all’usura e comportamento in accoppiamento con altri materiali. Meccanismi di degrado e di frattura. Il caso studio della zirconia. Rivestimenti ceramici. Materiali ceramici a gradiente di composizione. Materiali ceramici biocompatibili e bioassorbibili. Esempi applicativi.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Altre informazioni
Conoscenze di Fisica e Chimica
Corsi
Corsi
INGEGNERIA INDUSTRIALE
Laurea
3 anni
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