MBIR - Resistenza dei Biomateriali
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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, distinti in due classi: biomateriali duri e soffici. Fornisce poi 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 (i curiosi possono dare un'occhiata qui).
La google classroom RdB 2425 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 2vzbcwj
Modalità di svolgimento
L'orario delle lezioni è il seguente: lunedì 15:00-16:00, martedì 09:00-11:00 e giovedì 12:00-14:00; le aule non sono ancora state assegnate. Le lezioni saranno erogate in presenza.
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 alle caratteristiche reologiche dei biomateriali, tipicamente evidenziate attraverso specifiche prove di laboratorio. Risultati di apprendimento attesi: calcolo di sforzi e deformazioni emergenti in una prova di trazione, compressione e taglio.
Parte II. Si andrà dallo studio del comportamento meccanico dei MATERIALI BIOLOGICI e BIOMATERIALI (duri e soffici) all'analisi di STRUTTURE BIOLOGICHE e BIOSTRUTTURE elementari. Esempi prototipo di queste ultime sono le protesi (dure, per anca e ginocchio e soffici, come nel caso delle protesi mammarie), gli stents ( introdotti ad esempio nei vasi sanguigni per ridurre una stenosi ed escludere un aneurisma) e i muscoli artificiali. Risultati di apprendimento attesi: comprensione dei principi meccanici alla base delle strutture esaminate.
Parte III. Si affronterà l'elaborazione di modelli semplificati delle strutture esaminate e, usando dei modelli computazionali, si risolveranno dei problemi campione. Attraverso lo studio di problemi elementari, si evidenzieranno le grandi differenze meccaniche tra biomateraliu e materiali biolgoci, capaci di rimodellarsi (rimodellazione ossea), crescere (ctrescita della pelle) e contrasri (attività muscolare). Risultati di apprendimento attesi: capacità di impostare e risolvere un modello semplice di biostrutttura.
Organizzazione
L'insegnamento comprende lezioni e risoluzione di problemi, come dettagliato nel Programma delle lezioni 2024/25 che sarà pubblicato. Gli studenti sono costantemente invitati a verificare il proprio grado di conoscenza della materia seguendo le indicazioni degli Spunti di lavoro e delle Applicazioni presenti nelle tracce delle lezioni del docente, che saranno messe a disposizione.
Il materiale didattico a disposizione degli studenti durante lo svolgimento del programma sarà costituito dalle tracce di cui sopra e da material bibliografico selezionato e commentato nel documento Materiale bibliografico commentato. Altri suggerimenti di lettura sono riportati nel documento: suggerimenti MBIR 2025.
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
La prova finale consiste nello svolgimento di una prova scritta, della durata massima di 2 ore, articolata in 2 domande, delle quali la prima a scelta del docente (a) e la seconda a scelta dello studente (b). La domanda (a) verte sugli argomenti presentati a lezione e indicati nella traccia delle lezioni con il simbolo S; la domanda (b) è scelta nell’ambito di temi presentati nelle dispense, dove sono denotati con il simbolo L, ma non a lezione, da approfondire eventualmente attraverso materiale bibliografico fornito dal docente.
In alternativa alla domanda (b) lo studente può sviluppare un documento, il cui oggetto, d'interesse per la ingegneria biomeccanica, andrà concordato con il docente. Lo studente dovrà anche, con sufficiente anticipo rispetto all'esame, presentare la bozza al docente, che la revisionerà. Un elenco di candidati temi sarà fornito quanto prima nel documento Temi da sviluppare, insieme al relativo materiale bibliografico. Il documento andrà consegnato al docente al momento dell’esame; nello stesso momento, il contenuto del documento sarà esposto dallo studente.