Uno degli obiettivi della ricerca in farmacologia è creare modelli di culture cellulari che possano aiutare a sviluppare terapie personalizzate. Piattaforme di cultura cellulare ingegnerizzate, come gli organoidi e gli organs-on-chips, rispondo a questa esigenza e creano una prospettiva lavorativa per laureati in ingegneria biomedica in aziende farmaceutiche. In questo corso avanzato, gli studenti impareranno le tecniche di ingegneria tissutale necessarie a fabbricare Hearts-on-chips e le strategie di biomeccanica sperimentale e computazione che servono a caratterizzarli. Questo corso, tenuto da docente appena rientrato dall’Harvard University Wyss Institute dove gli organs-on-chips sono stati inventati, ha i seguenti obiettivi: Conoscere le principali applicazioni nel settore farmaceutico di: Mechanobiologia Organs-on-chips Essere in grado di replicare esperimenti e/o analisi come descritti nelle pubblicazioni scientifiche di settore. Sapere valutare criticamente le pubblicazioni scientifiche di settore Saper comunicare in forma analitica e sintetica gli sviluppi di questo settore Essere in grado di interfacciarci con gli esperti del settore coinvolti nel corso.
Prerequisiti
Comprensione della lingua inglese.
Sebbene questi argomenti saranno brevemente coperti all’inizio del corso, gli studenti dovrebbero avere una buona conoscenza dei seguenti argomenti: 1. Meccanica dei solidi - Meccanica dei corpi rigidi e diagrammi di corpo libero - Meccanica dei corpi deformabili - Meccanica delle grandi deformazioni
2. Dinamica dei fluidi - Statica - Fluidi Newtoniani - Equazioni di Navier-Stokes - Reologia - Analisi dimensionale
3. Meccanica statistica - Energia interna - Entropia - Energia libera - Insieme (micro-)canonico - Processi random walk
Metodi didattici
Didattica capovolta: Studio di casi (pubblicazioni) Approfondimento in classe Esercitazioni
Verifica Apprendimento
Prova scritta: report di una pagina su uno degli articoli di ricerca approfonditi durante il corse. Il report deve essere parato secondo il modello proposto e sperimentato in classe
Testi
Il materiale principale verra’ distribuito dal docente. Approfondimenti consigliati: Jacobs, C. R. Introduction to Cell Mechanics and Mechanobiology. (ISBN-13: 978-0815344254) Nelson P. Biological Physics. Energy, Information, Life. (ISBN: 978-0578695471) Hang, J; Bocard, D; Peitisch M. C.. Organ-on-a-chip: Engineered Microenvironments for Safety and Efficacy Testing. (ISBN: 978-0128172025)
Contenuti
Ricerca e sviluppo nelle aziende farmaceutiche (7.5 ore di lezione) Nozioni avanzate di biologia cellulare (7.5 ore di lezione) Nozioni avanzate di meccanica dei solidi e statistica (7.5 ore di lezione) La mechanobiologia cardiaca (7.5 ore di lezione) Misure di contrattilita’ di cellule muscolari cardiache (22.5 ore di laboratorio) 6. Misure di meccanotrasduzione (22.5 ore di laboratorio)
