DALMINE
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
L’obiettivo principale del corso fornire allo studente la conoscenza degli aspetti teorici e applicativi delle tecnologie impiegate per le attività cliniche relative a pazienti che necessitano l’assistenza d’organo.
Nell’ambito dei sistemi artificiali per la sostituzione della funzione di organi e di tessuti, l’obiettivo è trasmettere allo studente i criteri di progetto di questi sistemi, la loro produzione e nei loro rispettivi ambiti applicativi il loro utilizzo clinico. L’obiettivo è anche quello di trasmettere la conoscenza relativa ai limiti dei sistemi artificiali e le prospettive di sviluppo. Le conoscenze teoriche, anche quelle acquisite in altri corsi, costituiscono la base per affrontare problemi quantitativi relativi al funzionamento di dispositivi medicali attivi.
Al termine del corso il candidato sarà in grado di conoscere gli aspetti teorici, i meccanismi di funzionamento e di regolazione dei sistemi artificiali per sostituzione della funzione di organi e tessuti. Conoscerà anche le tecniche di produzione di tali dispositivi. Sarà in grado di risolvere problemi quantitativi relativi al funzionamento di questi sistemi artificiali, la loro valutazione funzionale e il monitoraggio.
Prerequisiti
Lo studente deve possedere le conoscenze delle materie scientifiche di base e quelle fondamentali ingegneristiche. In particolar modo, sono prerequisiti indispensabili le conoscenze di analisi matematica, chimica generale e chimica organica, biochimica e fisica. Sono necessarie anche conoscenze relative alla biologia cellulare, all’anatomia, alla fisiologia e alla patologia. Per quanto riguarda le conoscenze nell'ambito dell'ingegneria, sono necessarie quelle di base della meccanica, dei biomateriali e di elettronica. Tutte le conoscenza necessarie sono fornite agli studenti negli insegnamenti degli anni precedenti dello stesso CdS.
Metodi didattici
L’attività didattica consiste in una parte svolta mediante lezioni frontali, alla quale si affiancano esercitazioni basate sulla soluzione di problemi numerici quantitativi. Le esercitazioni sono svolte anche con la formazione di gruppi di lavoro che svolgono in autonomia il lavoro assegnato e lo riportano alla classe. Sono previsti interventi di esperti nell’utilizzo clinico dei sistemi artificiali per la sostituzione della funzione degli organi per illustrare le problematiche cliniche e un confronto costruttivo con gli studenti.
Verifica Apprendimento
Durante il corso la verifica dell’apprendimento è effettuata mediante due prove in itinere. Le prove consistono in domande e problemi da risolvere in forma scritta. Le prove in itinere sono svolte a metà e a fine corso. Nel caso che lo studente ottenga una valutazione sufficiente in entrambi i compitini sarà ammesso al colloquio orale dell'esame senza dover sostenere la prova scritta.
La verifica finale dell’apprendimento è basata su una prova scritta consistente in una serie di domande teoriche a risposte multiple e di alcuni problemi quantitativi da risolvere. Per gli studenti che raggiungono una valutazione francamente sufficiente nella prova scritta (valutata con un punteggio > 24/30) il colloquio orale è facoltativo e permette di aumentare il punteggio globale della valutazione. Per gli altri studenti la prova orale è obbligatoria.
Contenuti
Introduzione: Sviluppi della medicina moderna, approcci terapeutici e utilizzo delle tecnologie.
Biocompatibilità: Definizione del problema, il sistema della coagulazione, il sistema del complemento; Interazione del sangue con i materiali artificiali; Interazione dei materiali con le proteine plasmatiche; Metodiche quantitative dell'adesione delle proteine ai biomateriali.
Sostituzione della funzione renale: Meccanismi fisiopatologici dell’insufficienza renale terminale; Il trattamento emodialitico; L'organizzazione della macchina per emodialisi; Accessi vascolari, tipologie e problematiche; Pompe peristaltiche; Filtro dializzatore; Fenomeni di trasporto attraverso le membrane dialitiche; Permeabilità, ultrafiltrazione, selettività delle membrane; Osmosi inversa per la preparazione del liquido di dialisi; Valutazione dell'efficacia del trattamento emodialitico; Tecniche di emodialfiltrazione; La dialisi peritoneale; Trasporti di membrana nella dialisi peritoneale; Sviluppi futuri del trattamento dialitico.
Sistemi per trattamento del sangue: Plasmaferesi, aferesi, sistemi di adsorbimento; sistemi per la perfusione di organi per il trapianto.
Sostituzione/assistenza della funzione cardiaca: Patofisiologia dell'insufficienza cardiaca; Circolazione extracorporea per bypass cardio-polmonare; Sistemi per l’assistenza ventricolare; Pompe volumetriche; Pompe rotative (assiali, centrifughe); Sistemi di regolazione; Trasmissione di energia attraverso la cute; Impianto dei dispositivi e monitoraggio; Il cuore artificiale totale; Risultati clinici e prospettive future.
Sostituzione/assistenza della funzione polmonare: Ossigenazione extracorporea (ECMO), circuito, funzionalità e regolazione.
Sistemi artificiali per il controllo della glicemia: Terapia insulinica e controllo glicemico; Infusori per l’insulina; Sistemi di rilevamento della glicemia in continuo; Sistemi di controllo.
Altre informazioni
Altre informazioni sul corso possono essere fornite dal docente.