Obiettivi formativi:

Fornire le nozioni di base dell’ Analisi Complessa e la capacità di utilizzo pratico della Trasformata di Laplace, della Trasformata di Fourier (classica e distribuzionale) e della Trasformata Zeta.

Programma:

Scopo del corso è la presentazione di una classe di nuovi materiali entrati di recente nella fase di produzione industriale e utilizzati in campo medico sia direttamente sia per la realizzazione di endo ed esoprotesi e di organi artificiali.
I Biomateriali sono stati definiti, a livello internazionale, come “materiali progettati per interfacciarsi con i sistemi biologici per valutare, trattare, aumentare o sostituire qualunque tessuto, organo o funzione del corpo".
Da questa definizione si evince come l’interazione con i sistemi biologici sia l’aspetto qualificante del comportamento dei biomateriali, questa interazione viene normalmente descritta dal termine “biocompatibilità”.
Mentre nel passato materiali tradizionali venivano sperimentati come biomateriali quasi senza subire alcuna modifica, oggi la maggior parte dei materiali usati in campo biomedico sono progettati direttamente ed esclusivamente per questo scopo.

1. Introduzione ai materiali

Concetti fondamentali sulla organizzazione, struttura e proprietà delle principali classi di materiali.
Struttura e organizzazione dei solidi: tipi di legami; struttura fisica della materia; difetti della struttura cristallina; solidi covalenti, ionici, molecolari e metallici.
Comportamento meccanico dei materiali: relazioni sforzo-deformazione; elasticità e moduli di elasticità; viscoelasticità.
Comportamento dei materiali a trazione e prova di trazione; comportamento degli elastomeri, isteresi; sforzo e deformazioni reali.
Tenacità e resilienza. Meccanismi di frattura: frattura fragile e elementi di meccanica della frattura, frattura duttile. Resistenza all'urto. Durezza. Fatica.
Confronto tra le principali proprietà delle tre classi di materiali.

2. Caratterizzazione Chimico-Fisica dei materiali

Analisi dello spettro di diffrazione; analisi termica; analisi porosimetriche e misure di densità; analisi SEM; analisi spettroscopiche IR.

3. Definizione di biomateriale e cenni storici

4. Biocompatibilità

Definizioni; interazioni biomateriale/corpo umano; sterilizzazione e problematiche connesse con i diversi metodi di sterilizzazione; principali normative esistenti sui materiali per dispositivi biomedici e sulla valutazione della biocompatibilità (UNI EN ISO 10993).

5. Classificazione dei dispositivi medici e normativa di riferimento (Direttiva CEE 93/42)

6. Struttura e proprietà dei materiali bilogici

Collagene ed elastina; tessuti mineralizzati (ossa e denti); tessuti elastici (tendini, legamenti, muscoli); fluidi organici.

7. Classificazione dei biomateriali

Metalli e loro leghe (acciaio, leghe cromo-cobalto, leghe a base di titanio, leghe preziose, leghe a memoria di forma, amalgame).
Ceramici riassorbibili, non riassorbibili e a superficie attiva.
Polimeri termoplastici e termoindurenti.
Materiali compositi.

8. Impegni clinici dei biomateriali

ORTOPEDIA: protesi articolari, cemento osseo, sostituzione di legamenti, fissazione di fratture interne ed esterne;
ODONTOSTOMATOLOGIA: cementi, amalgame, materiali da impronta, materiali ortodontici, impianti ossei;
CHIRURGIA CARDIOVASCOLARE: valvole cardiache, protesi vascolari di grande e medio calibro
CHIRURGIA PLASTICA E MAXILLO-FACCIALE: espansori cutanei
OCULISTICA: lenti a contatto, cristallini artificiali, silicone nel trattamento dei distacchi di retina
APPLICAZIONI VARIE: urologia, neurochirurgia, rilascio controllato dei farmaci .

9. Tecnologie avanzate applicate ai biomateriali

TECNOLOGIE DI MODIFICA SUPERFICIALE DEI MATERIALI: CVD, PVD, plasma-spray, deposizione laser, tecniche biometiche;
PROTOTIPAZIONE RAPIDA PER APPLICAZIONI MEDICALI.

10. Fonti di informazione sui biomateriali

Banche dati, siti Internet, principali laboratori e centri di studio sui biomateriali, il Ministero della Sanità.