NANOMEDICINE AND REGENERATIVE MEDICINE
Academic year2023/24
CourseMATERIALS AND NANOTECHNOLOGY
Code1053I
Credits6
PeriodSemester 1
LanguageEnglish
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) |
| NANOMEDICINE AND REGENERATIVE MEDICINE | ING-IND/22 | LEZIONI | 48 | |
Obiettivi di apprendimento
Conoscenze
Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze in merito all’utilizzo di macromolecole ingegnerizzate e strutture sovra-molecolari di scala nanoscopica allo scopo di manipolare cellule a livello sub-cellulare e molecolare. Lo studente apprenderà i concetti fondamentali della nanomedicina, disciplina moderna derivante dall’applicazione delle nanotecnologie alla biologia per attuare terapie e chirurgie cellulari allo scopo di manipolare le cellule, curare malattie o per interventi di medicina rigenerativa.
Knowledge
By the end of the course the student will learn about the design of macromolecules, supra-molecular complexes and engineered nanoscale structures, in order to manipolate cells, sub-cellular compartments and their macromolecules, molecules and atoms. The students will acquire knowledge in the field of nanomedicine, which is the application of nanotechnology to biology and medicine, in order to perform cell manipulation, cellular therapy and surgery for treating diseases/disorders or for regenerative medicine.
Modalità di verifica delle conoscenze
Per l'accertamento delle conoscenze il docente:
- durante la prima lezione chiede agli studenti di presentarsi e si presenta lei stessa; promuove attivamente l’instaurarsi di un dialogo di classe che è propedeutico ad una sincera comunicazione tra studente e docente
- difficilmente sta alla cattedra ma si rivolge agli studenti per facilitare il colloquio e cogliere atteggiamenti che denotano una comprensione parziale di quanto esposto
- chiede periodicamente durante la lezione se il concetto appena esposto risulta chiaro
- pone agli studenti domande sui concetti esposti e valuta le risposte
- fornisce esempi pratici alla classe o pone problemi/questiti chiedendo a volontari di cimentarsi nella soluzione
- pone talora test scritti da compilare in forma anonima per valutare il livello raggiunto dalla classe
Assessment criteria of knowledge
For the assessment of knowledge the teacher:
- at the first meeting introduces herself and asks to the students to do the same. This helps to establish a class dialogue, which facilitates the communication between students and teacher
- does not seat at the desk but walks around the students to facilitate the interview and grasp attitudes that denote a partial understanding of what was exposed
- often asks about the clarity of the explanation
- asks the students questions about the concepts and evaluates the answers
- provides practical examples to the class or poses problems / questions asking to volunteers to find the solution
- sometimes prepares questionnaire to be filled anonymously to assess the level reached by the class
Capacità
Al termine del corso saranno acquisite le seguenti capacità:
- capacità di progettare nanovettori per uso in biologia molecolare, cellulare e animale
- Lo studente saprà comprendere i vantaggi dell’uso di nanovettori rispetto ad approcci tradizionali
- Lo studente acquisirà consapevolezza circa l’utilizzo di nanovettori presenti in kit commerciali per biologia molecolare o in farmaci approvati o in fase di trial clinico
- Spirito critico circa problematiche da affrontare e possibili strategie per la sintesi e la caratterizzazione di nanovettori
Skills
At the end of the course the following skills will be acquired:
- ability to design nanovectors for use in molecular, cellular and animal biology
- The student will understand the benefits of using nanovectors compared to traditional approaches
- The student will become aware of the use of nanovectors in commercial kits for molecular biology or in FDA drugs (or drugs in the clinical trials)
- Critical assessment of issues to be addressed and possible strategies for the synthesis and characterization of nanovectors
Modalità di verifica delle capacità
Per l'accertamento delle capacità il docente:
- durante la prima lezione chiede agli studenti di presentarsi e si presenta lei stessa; promuove attivamente l’instaurarsi di un dialogo di classe che è propedeutico ad una sincera comunicazione tra studente e docente
- difficilmente sta alla cattedra ma si rivolge agli studenti per facilitare il colloquio e cogliere atteggiamenti che denotano una comprensione parziale di quanto esposto
- chiede periodicamente durante la lezione se il concetto appena esposto risulta chiaro
- pone agli studenti domande sui concetti esposti e valuta le risposte
- fornisce esempi pratici alla classe o pone problemi/questiti chiedendo a volontari di cimentarsi nella soluzione
- pone talora test scritti da compilare in forma anonima per valutare il livello raggiunto dalla classe
Assessment criteria of skills
For the assessment of skills the teacher:
- at the first meeting introduces herself and asks to the students to do the same. This helps to establish a class dialogue, which facilitates the communication between students and teacher
- does not seat at the desk but walks around the students to facilitate the interview and grasp attitudes that denote a partial understanding of what was exposed
- often asks about the clarity of the explanation
- asks the students questions about the concepts and evaluates the answers
- provides practical examples to the class or poses problems / questions asking to volunteers to find the solution
- sometimes prepares questionnaire to be filled anonymously to assess the level reached by the class
Comportamenti
Le nano-formulazioni sono utilizzate in uno straordinario numero di prodotti farmaceutici, nutraceutici, medici, cosmetici ed in moltissimi kit di biologia molecolare. Lo studente sarà in grado di comprendere le motivazioni, i vantaggi e le ragioni alla base di tale massiccio utilizzo di nano-formulazioni. Sarà inoltre in grado di comprendere con maturità e consapevolezza le nuove terapie emergenti basate sulle nanotecnologie, da cui si attende un contributo rivoluzionario alla medicina del 21° secolo.
Behaviors
Nano-formulations are used in an extraordinary number of pharmaceutical, nutraceutical, medical, cosmetic and in many molecular biology kits. The student will be able to understand the motivations, advantages and reasons behind the massive use of nano-formulations. It will also be able to understand with maturity and awareness the concepts behind new emerging therapies based on nanotechnologies, from which a revolutionary contribution to 21st century medicine is expected.
Modalità di verifica dei comportamenti
Durante le sessioni di laboratorio/esercitazioni saranno svolti esercizi pratici riguardanti la sintesi di nanoparticelle e loro caratterizzazione e saranno valutati il grado di accuratezza e precisione delle attività svolte
Assessment criteria of behaviors
Practical exercises will be carried out based on nano particle synthesis and characterization and the degree of accuracy and precision of these activities will be evaluated.
Prerequisiti (conoscenze iniziali)
Concetti base di scienza dei materiali. Concetti base di base di biologia molecolare e cellulare. Concetti base di analisi DLS, microscopia ottica ed elettronica.
Prerequisites
Basic concept of molecular and cellular biology. Basic concept of optical and electron microscopy.
Indicazioni metodologiche
modo in cui si svolgono le lezioni: lezioni frontali, con ausilio di power point. Talora il docente fa usi di filmati didattici reperiti nel web;
modo in cui si svolgono le esercitazioni in aula/laboratori: PC e laboratorio del docente;
tipo di uso del sito di elearning del corso: scaricamento materiali didattici e comunicazioni docente-studenti;
tipo di interazione tra studente e docente: uso di ricevimenti, uso della posta elettronica, uso di skype;
uso parziale o totale di lingue diverse dall'italiano: i filmati didattici sono spesso in lingua inglese.
Teaching methods
lectures, with the aid of slides. Sometimes the teacher makes use of tutorials found on the web;
exercises / laboratories: Cristallini’s lab are used;
elearning website: download of ppts and communications between teacher-student;
type of interaction between student and teacher: meeting, email, skype;
languages other than Italian: tutorial are often in English.
Programma (contenuti dell'insegnamento)
Contenuti specifici del corso sono:
- Nanomedicina: concetti basi e storia
- Nanotecnologie in nanomedicina
- Nanomateriali: classificazioni e proprietà
- Strategie di targeting passivo, attivo e fisicamente attivato
- Nanovettori per il rilascio controllato di farmaco
- Nanovettori per il superamento di barriere biologiche
- Nanovettori per stimolazione cellulare
- Nanomateriali per la rigenerazione tissutale
- Nanovettori non virali per terapia genica
- Nanovettori per terapia cellulare
- Nanomedicina teragnostica
Syllabus
ecific contents of the course are:
- Nanomedicine: basic concepts and history
- Nanotechnology in nanomedicine
- Nanomaterials: classifications and properties
- Passive, active, and physically activated targeting strategies
- Nanovectors for controlled drug release
- Nanovectors for overcoming biological barriers
- Nanovectors for cell stimulation
- Non-viral nanovectors for gene therapy
- Nanovectors for cell therapy
- Theragnostic nanomedicine
Bibliografia e materiale didattico
Il materiale didattico è in gran parte costituito da articoli (review) selezionate dal docente.
Bibliography
Papers (reviews) selected by the teacher.
Indicazioni per non frequentanti
Utilizzare i ricevimenti per sopperire ad eventuali lacune
Non-attending students info
Use consultation hours to fill any gap
Modalità d'esame
La prova orale consiste in un colloquio tra il candidato e il docente/i. Durante la prova orale, oltre ai contenuti teorici, potrà anche essere richiesto al candidato di risolvere i problemi del “ricercatore” ovvero cercare di approcciare col giusto metodo scientifico un problema sperimentale e pianificare l’esperimento. La durata media del colloquio è 20 minuti, il numero delle domande è generalmente 2.
Assessment methods
The oral examination consists of an interview between the candidate and the teacher/s. During the oral examination the candidate may also be asked to solve "think as a scientist" or to try to approach an experimental problem with the right scientific plan. The duration of the interview is about 20 minutes, the number of questions is generally 2.
Updated: 22/10/2023 17:57
