BIOMATERIALI

Attività formativa monodisciplinare
Codice dell'attività formativa: 
95009

Scheda dell'insegnamento

Per studenti immatricolati al 1° anno a.a.: 
2017/2018
Insegnamento (nome in italiano): 
BIOMATERIALI
Insegnamento (nome in inglese): 
Biomaterials
Tipo di attività formativa: 
Attività formativa Caratterizzante
Tipo di insegnamento: 
Obbligatoria
Settore disciplinare: 
SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI (ING-IND/22)
Anno di corso: 
2
Anno accademico di offerta: 
2018/2019
Crediti: 
6
Responsabile della didattica: 
Altri docenti: 

Altre informazioni sull'insegnamento

Modalità di erogazione: 
Didattica Convenzionale
Lingua: 
Italiano
Ciclo: 
Primo Semestre
Obbligo di frequenza: 
No
Ore di attività frontale: 
48
Ore di studio individuale: 
180
Ambito: 
Ingegneria dei materiali
Materiali didattici: 
Prerequisiti

Conoscenze di base di chimica (legami chimici, pH, elementi metallici e non metalli) e fisica.

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire le conoscenze introduttive sui materiali, con particolare attenzione ai materiali utilizzati per applicazioni biomediche. Al temine del corso gli studenti avranno acquisito i concetti fondamentali di sforzo, deformazione, rigidità, resistenza e tenacità dei materiali. Avranno acquisito informazioni di base sul comportamento delle diverse classi di materiali, metalli, polimeri, ceramici e compositi, alle sollecitazioni meccaniche. Nel corso verranno brevemente illustrate le tecnologie di produzione degli stessi e la loro influenza sul comportamento in esercizio. Infine saranno analizzate le tematiche di resistenza al degrado dei materiali stessi, con particolare riguardo alla biocompatibilità.

Contenuti dell'insegnamento

Principali classi di materiali: macrostruttura e microstruttura; correlazione tra struttura e proprietà.
Biomateriali: biofunzionalità, biocompatibilità, sterilità.
Proprietà dei materiali.
Proprietà meccaniche: concetto di sforzo, deformazione, definizione di trazione, compressione, flessione taglio. Comportamento elastico: modulo di Young e modulo di Poisson. Comportamento fragile e duttile: deformazione plastica, carico di snervamento e rottura.
Proprietà meccaniche di metalli, polimeri ceramici e compositi. Core-material e strutture sandwich.
Cenni alle proprietà fisiche: trasmissione calore, elettricità, magnetismo.
Tecnologie di lavorazione dei materiali metallici, polimerici, ceramici e compositi.
Resistenza al degrado dei materiali metallici, polimerici, ceramici e compositi.
Biomateriali metallici. Biomateriali polimerici. Biomateriali ceramici.
Esempi di applicazioni di materiali in ambito biomedico.

Testi di riferimento

Maria Cristina Tanzi, Fondamenti di Bioingegneria Chimica: non solo biomateriali, Pitagora Editrice Bologna, 2010

Metodi didattici

La didattica si svolgerà tramite lezioni frontali.
Durante il corso potranno essere organizzati seminari con esperti esterni in grado di portare esperienze pratiche dell'impiego dei materiali in campo sanitario. Si prevedono esercitazioni durante le quali saranno affrontati aspetti legati alle proprietà meccaniche dei materiali, anche in relazione alla scelta per le specifiche applicazioni.

Modalità verifica profitto e valutazione

Prove in itinere durante il corso. Esame scritto e colloquio orale.
L'esame scritto verterà su domande aperte e semplici esercizi. Solo tramite superamento dello scritto si potrà accedere al colloquio orale.

Altre informazioni

le slide delle lezioni saranno scaricabili durante il corso

Prerequisites

Basic knowledge of chemistry (chemical bonds, pH, chemical elements) and physic.

Educational goals

The course aims to provide a basic  knowledge on materials, with particular attention to the materials used for biomedical applications. At the end of the course students will have acquired the basic concepts of stress, strain, stiffness, strength and toughness of the materials. They will have acquired basic information about the mechanical behavior of different classes of materials: metals, polymers, ceramics and composites. The technologies of production of different materials and their influence on their behavior will be also briefly described. Finally it will be analyzed the resistance to degradation of the materials, particularly with respect to biocompatibility.

Course content

Main classes of materials: macrostructure and microstructure; correlation between structure and properties.
Biomaterials: biofunctionality, biocompatibility, sterility.
Properties of materials.
Mechanical properties: concept of stress and strain. Definition of tensile force, compression, shear and bending. Elastic behavior: Young's modulus and Poisson's ratio. Brittle and ductile behavior: plastic straining, yield strength and ultimate tensile strenght.
Mechanical properties of metals, ceramics, polymers and composites. Core material and sandwich structures.
Bases of physical properties: heat transfer, electricity, magnetism.
Technologies for processing metallic, polymers, ceramics and composites materials.
Resistance to degradation of metals, polymers, ceramics and composites.
Metallic biomaterials. Polymeric biomaterials. Ceramic biomaterials.
Examples of materials for biomedical applications.

Textbooks and reading lists

Maria Cristina Tanzi, Fondamenti di Bioingegneria Chimica: non solo biomateriali, Pitagora Editrice Bologna, 2010

Teaching methods

The teaching will take place through lectures.
Seminars with experts that can illustrate their practical experience in materials for health applications will be organized. Exercises devoted to the mechanical properties of materials will be planned, also in relation to the definition of material selection criteria for the specific application.

Assessment and Evaluation

Progress tests during the course. Written and oral exam.
The written examination will focus on open questions and simple exercises. Only by overcoming the script you will have access to the oral exam.

Further information

the slides of the lessons will be available for download during the course