Obiettivi formativi
Lo studente al termine del corso dovrà dimostrare di aver assimilato le conoscenze relative ai vari argomenti trattati durante le lezioni teoriche e teorico-pratiche e di saperle applicare nel design, standardizzazione e verifica metodologica di piani sperimentali per la valutazione della biocompatibilità in modelli in vivo ed in vitro utilizzati principalmente in campo ortopedico e odontoiatrico o a modelli di studio di altri organi target presentati nelle lezioni.
D1- Conoscenza e capacità di comprensione Lo studente, al termine del corso, dovrà conoscere le basi anatomo-istologiche ed i principi base della biocompatibilità in ambito osteocondrogenico per comprendere il rationale alla base della scelta dei modelli sperimentali in vitro ed in vivo, intesi sia come modelli di studio che di sviluppo per applicazioni innovative.
D2- Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze acquisite per identificare il modello sperimentale più idoneo per una data applicazione sperimentale.
D3- Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà essere in grado di valutare, sulla base dell'analisi del modello sperimentale e delle metodologie analitiche impiegate, vantaggi e limitazioni riscontrate nella scelta di un modello sperimentale.
D4 - Abilità comunicative
Lo studente dovrà essere in grado, con adeguata proprietà di linguaggio, di esprimere le concettualità scientifiche apprese.
D5 - Capacità di apprendimento
Lo studente dovrà essere in grado di comprendere ed interpretare articoli scientifici di settore.
Prerequisiti
Conoscenze di base di Citologia ed Istologia.
Contenuti dell'insegnamento
La prima parte dell’insegnamento verte sull’approfondimento delle conoscenze dell’apparato locomotore comprendendo aspetti relativi allo sviluppo embrionale alle caratteristiche morfologiche e biodinamiche e mettendone in evidenza le particolarità di specie. Si affronta poi la classificazione e la trattazione dei biomateriali impiegati in campo ortopedico ed odontoiatrico, analizzandone il percorso storico di sviluppo e perfezionamento, soffermandosi sulle strategie biotecnologiche per la produzione di materiali biomimetici, capaci di interagire sul piano biochimico con cellule e tessuti. Si procede poi ad approfondire aspetti molecolari e morfologici del tessuto osseo e si analizzano diversi modelli sperimentali in vivo ed in vitro atti alla valutazione della colonizzazione, risposta osteogenica, osteointegrazione e riasssorbimento. Verranno descritti inoltre concetti di modeliistica sperimentale, ingegneria tissutale, medicina sostitutiva, rigenerativa e nanomedicina applicati oltre che all'osso anche ad altri organi target. La parte pratica del corso verterà sulle metodologie di allestimento ed analisi microscopica dei preparati istologici contenenti impianti.
Programma esteso
Parte teorica:
Apparato locomotore: organogenesi, caratteri generali, particolarità di specie, ed aspetti biodinamici:
• Osteologia
• Artrologia
• Miologia
Componenti costitutivi del tessuto osseo.
Istogenesi del tessuto osseo. Markers differenziativi e pathways di deposizione e rimodellamento osseo.
Fondamentali di morfologia e struttura delle ossa, dinamiche di deposizione e rimodellamento dell'ossificazione pre e post embrionale.
Biomateriali endossei in campo ortopedico ed odontoiatrico:
Storia e Definizioni, Concetti di classificazione. Biomateriali di prima, seconda e terza generazione.
Fenomeni biologici che avvengono all'interfaccia osso-impianto.
Strategie di funzionalizzazione implantare: fisiche, chimiche e biochimiche per promuovere l'osteoingrazione impiantare.
Definizione di Ingegneria Tissutale; medicina sostitutiva e rigenerativa; componenti costitutivi di un sistema di ingegneria tissutale, scelta dei modelli cellulari ed animali per la valutazione sperimentale.
Nanomedicina; classificazione ed applicazioni terapeutiche e diagnostiche.
Modelli sperimentali colturali 2D e 3D per la valutazione della risposta cellulare in vitro.
Sviluppo in vitro di matrici e tessuti, bioreattori e stimoli fisico-chimici
Modelli sperimentali in vivo per la valutazione della risposta tissutale .
Modelli e design sperimentale, siti e tipologie di impianto.
Esempi di modellistica sperimentale con organi target diversi dall'osso.
Concetti di legislazione.
Metodologie per la valutazione dell’osteointegrazione: utilizzo dei marcatori ossei vitali, analisi micro CT, analisi mediante luce polarizzata, reazioni istoenzimatiche ed immunoistochimiche, colorazioni istologiche.
Parte pratica:
Apparato locomotore: riconoscimento ed isolamento dei muscoli, segmenti ossei e componenti articolari..
Tecniche di allestimento dei preparati istologici; inclusion in paraffina ed in resina. Microtomia e Colorazioni istologiche. Osservazione dei preparati al microscopio a luce ordinaria, polarizzata e a fluorescenza; Concetti di elaborazione d’immagine digitale computerizzata
Bibliografia
Il programma del modulo prende in considerazioni argomenti che non sono riconducibili ad un singolo testo. Il materiale didattico, oltre ai testi consultabili, consiste nel materiale presentato a lezione e messo a disposizione degli studenti oltre ad articoli di letteratura scientifica internazionale.
Testi consultabili:
DE FELICI M., e coll.: Embriologia Umana - Morfogenesi - Processi molecolari - Aspetti Clinici, Piccin, Padova, 2014.
PELAGALLI G.V., e coll.: Embriologia, Morfogenesi e Anomalie dello Sviluppo, Idelson - Gnocchi, Napoli, 2009.
ADAMO S., CAMOGLIO P., DOLFI A., et al.: Istologia di V. Monesi, VII edizione, Piccin, Padova.
ROSS M.H., PAWLINA W.: Istologia –Testo e Atlante con cenni di Biologia cellulare e molecolare, Ambrosiana, Milano.
BARONE R.: Anatomia Comparata dei Mammiferi Domestici, Edagricole, Bologna.
COZZI B., BALLARIN C., PERUFFO A., CARÙ F.: Anatomia degli animali da laboratorio (Roditori e Lagomorfi), Ambrosiana, Milano.
KÖNIG H. E., LIEBICH H. G.: Anatomia dei mammiferi domestici (Testo-atlante a colori), Piccin, Padova.
DI BELLO C.: biomateriali – Introduzione allo studio dei materiali per uso biomedico, Pàtron, Bologna.
MANTERO S., REMUZZI A., RAIMONDI M.T., AHLUWALIA A.: Fondamenti di ingegneria dei tessuti per la medicina rigenerativa, Pàtron, Bologna.
HOLLINGER J.O., EINHORN T.A., DOLL B.A., SFEIR C.: Bone tissue engineering , CRC PRESS, Boca Raton, Florida.
Metodi didattici
L’insegnamento prevede lezioni frontali integrate con esercitazioni pratiche. Per le esercitazioni si utilizzeranno diversi spazi del Dipartimento di Scienze medico-veterinario quali l’aula settoria, il museo anatomico veterinario, il laboratorio di istologia e il laboratorio di microscopia.
Il materiale didattico presentato a lezione verrà messo a disposizione dello studente in formato elettronico tramite la piattaforma Elly (https://elly.medicina.unipr.it) insieme ad una selezione di articoli scientifici di riferimento che integreranno il materiale didattico fornito ed i testi consigliati.
Modalità verifica apprendimento
L’accertamento del raggiungimento degli obiettivi previsti dall’insegnamento prevede un esame orale. Mediante domande riguardanti il programma e le letture di approfondimento indicate, verrà accertato se lo studente ha raggiunto l’obiettivo della conoscenza e della comprensione dei contenuti e la capacità di applicare le conoscenze acquisite (D1,D2). Nel formulare le risposte lo studente dovrà dimostrare proprietà di linguaggio e capacità di ragionamento collegando fra loro i diversi argomenti presentati durante il corso (D3,D4). Il risultato dell'esame è frutto della valutazione mediata delle risposte dello studente alle domande proposte. L’esame sarà espletato negli appelli ufficiali.
Altre informazioni
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