Obiettivi formativi
Fornire allo studente nozioni di chimica inorganica e tecnologia chimica applicata al settore biomedicale
Contenuti dell'insegnamento
1) Panoramica sulle applicazione dei biomateriali inorganici. Definizione di compatibilità all'applicazione nell'uomo. La frontiera della ricerca: i materiali biomimetici.
2) Breve descrizione delle tecniche strumentali diffrattometriche, spettroscopiche, microscopiche , morfologiche, calorimetriche ed analitiche utilizzate per la descrizione chimica e strutturale dei materiali studiati.
3) Materiali biogenici: caratterizzazione chimica e strutturale della loro componente inorganica e proteica che conferisce a questi materiali peculiari proprietà per far fronte alle funzioni a cui sono preposti.
4) Principali relazioni tra proprietà e struttura di un materiale. Imperfezioni e difetti nei solidi. Considerazioni generali sulle proprietà meccaniche. Sollecitazione meccanica semplice, sollecitazione statica e sollecitazione dinamica. Ruolo dei difetti sulle proprietà meccaniche dei solidi. Viscoelasticità, creep e rilassamento dello sforzo. Durezza, attrito ed usura. Proprietà termiche, elettriche, acustiche ed ultrasoniche. Densità, porosità ed assorbimento dei raggi X.
5) Materiali inorganici naturali e sintetici di interesse ambientale ( amianto, ofioliti, particolato atmosferico, fibre sintetiche): descrizione della loro pericolosità per la salute umana in relazione alle loro proprietà chimico-strutturali.
6) I biomateriali metallici. Struttura e proprietà dei materiali metallici. I biomateriali metallici (acciai inossidabili, leghe CoCr e di Titanio, leghe auree, NiTi, amalgama, leghe a memoria di forma “Shape Memory Alloys”). Applicazioni dei metalli come biomateriali (endoprotesi ortopediche, materiali e protesi odontoiatriche, metalli ortodontici). Problematiche, la corrosione (diagrammi di Pourbaix), la corrente di Faraday, la biocompatibilità e la tossicità .
7) Biomateriali innovativi: caratterizzazione chimica e strutturale di biomateriali per l' implantologia ossea, cardio-vascolare e tissutale in grado di rilasciare con cinetica controllata molecole biologicamente attive.
8) I biomateriali ceramici. Struttura e proprietà dei materiali ceramici. I biomateriali ceramici. Materiali ceramici bioinerti, biodegradabili e bioattivi. Applicazioni dei bioceramici, funzionalità. I biominerali
9) Cenni sui biomateriali compositi Metallo-ceramica. Metallo-metallo. Ceramico-ceramico. Polimero-ceramico.
Bibliografia
Di Bello, Carlo. Biomateriali. Introduzione allo studio dei materiali per uso biomedico. 2004, Pàtron Editore.
Mayes, Anne. 3.051J Materials for Biomedical Applications, Spring 2006. (Massachusetts Institute of Technology: MIT OpenCourseWare), http://ocw.mit.edu (Accessed 12 Jan, 2012). License: Creative Commons BY-NC-SA.
