BIOMATERIALI: ASPETTI AVANZATI E REGOLATORI

Biomateriali e loro biocompatibilità, applicazioni e classificazione dei biomateriali. Problemi dei biomateriali: varie forme di degradazione (funzionale, ambientale e programmata), la fatica e l’usura. Analisi dei biomateriali costituiti da leghe a memoria di forma. Fili da sutura, protesi e materiali utilizzati per la loro costruzione (UHMWPE, leghe metalliche, ceramiche (allumina e zirconio)). Applicazioni dei biomateriali in campo cardiovascolare: emocompatibilità, emolisi, coagulazione, anatomia del cuore, le protesi valvolari meccaniche. Tipi di protesi valvolari e i materiali utilizzati per produrle (gomma siliconica, carbonio turbostratico pirolitico). Vari tipi di protesi valvolari meccaniche (tipi, materiali usati, proprietà) e le protesi valvolari (cause e conseguenze del fallimento delle protesi), confronto tra protesi meccaniche e biologiche, controlli. Le protesi vascolari: introduzione, proprietà delle protesi vascolari sintetiche (Dacron, PET, PTFE, PTFE espanso e i poliuretani). Gli stents: proprietà degli stent, materiali di rivestimento, la ristenosi e i drug eluting stents e altri dispositivi medici. Settore nefrologico: dialisi, dispositivi medici da dialisi, diffusione, ultrafiltrazione e convezione, e osmosi. Materiali usati nell’emodialisi, la dialisi peritoneale. Ingegneria tessutale: tessuti bioingegnerizzati (pelle e la matrice extracellulare): sostituti temporanei e permanenti della pelle (Biobrane, Transcyte, Idrocolloidi, Integra). Gli scaffold: metodi di preparazione degli scaffold (convenzionali, selective laser sintering, soft lithography, electrospinning). Metodi di preparazione dei polimeri per il riconoscimento molecolare: sintesi in bulk o per precipitazione. Applicazioni dei polimeri per il riconoscimento molecolare. Acido ialuronico per la preparazione di scaffold. Proprietà e funzioni dell’acido ialuronico. L’acido ialuronico per il derma e l’epidermide bio-ingegnerizzato. La cartilagine e l’osso bioingegnerizzato. Modifiche superficiali dei biomateriali: deposizione di strati polimerici (antiaderenti, antimicrobici), funzionalizzazione con il plasma: che cos’è il plasma, come viene generato ed utilizzato per modificare le proprietà superficiali dei biomateriali. Tecnologia SAM: self-assembled monolayers, tecniche utilizzate per modificare le proprietà superficiali dei biomateriali. Modifiche superficiali per migliorare l’osteointegrazione dei materiali usati nelle protesi articolari: idrossiapatite, biovetri, titanio ruvido, spugne metalliche. Il titanio biomimetico: trattamenti chimici: metodo Kokubo e trattamenti elettrochimici Anodic Spark Deposition: film nanoporosi ottenuti in acido solforico e trattamento BioSpark. Tecniche di analisi superficiali: FT-IR, ATR, microscopia elettronica a scansione e a trasmissione e microscopi a sonda: microscopio a scansione tunnel e microscopio a forza atomica. Aspetti regolatori dei dispositivi medici: regolamento europeo 2017/745 sui dispositivi medici. Applicazioni farmaceutiche: il microincapsulamento e varie applicazioni: rilascio modificato, protezione del principio attivo, incompatibilità, ecc. Polimeri per il rilascio di farmaci: poliesteri e alchilacrilati. La biodegradazione e la bioerosione. I metodi di preparazione delle microparticelle ed in particolare l’essiccamento a spruzzo: funzionamento del mini e del nano spray-dryer. Preparazione di microparticelle tramite raffreddamento a spruzzo, coacervazione e evaporazione del solvente. Gli idrogel: caratteristiche e proprietà e metodi di preparazione. La tecnologia del letto fluido. Strategie utilizzate per stabilizzare peptidi e proteine durante il loro incapsulamento. Influenza del metodo di preparazione sulle caratteristiche delle particelle formate. I meccanismi di rilascio del principio attivo dalle microparticelle polimeriche: diffusione, degradazione polimerica e diffusione, rigonfiamento. I liposomi: definizione e composizione, i fosfolipidi: struttura e proprietà. Il comportamento termotropico del doppio strato fosfolipidico e importanza della temperatura di transizione principale. Influenza del tipo di fosfolipide sulla temperatura di transizione principale, effetto del colesterolo sulla fluidità del doppio strato fosfolipidico. Classificazione dei liposomi a seconda delle dimensioni e del numero di lamelle, caratteristiche dei MLV, LUV e SUV, metodi di preparazione dei liposomi: il thin layer evaporation. Utilizzo dell’estrusione e dell’omogenizzazione ad alta pressione. Metodi di caricamento dei liposomi: caricamento remoto mediato da gradiente di concentrazione e freeze thawing. Processi biologici coinvolti nel destino dei carrier in vivo. Razionale del drug targeting, la peghilazione: meccanismo e proprietà del PEG. Somministrazione endovenosa dei liposomi: liposomi convenzionali, liposomi SUV, liposomi peghilati. Metodi di preparazione delle SLN. Proprietà e problematiche delle SLN: fusi super-raffreddati, gelificazione, espulsione del farmaco, polimorfismo.

Appunti del corso tenuto dalla prof Aurelie Marie Madeleine Schoubben

• TEORIA
• SBOBINATURE E REGISTRAZIONI
• APPUNTI PRESI IN AULA
• RISCRITTI A CASA
• INTEGRAZIONE CON SLIDE