Bio-nanotecnologie

A.A. 2016/2017
Insegnamento per
6
Crediti massimi
48
Ore totali
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire: (1) un'introduzione alla nanotecnologia ed alle metodologie di fabbricazione e caratterizzazione di sistemi nano e microstrutturati e (2) conoscenze di base sull'uso di polimeri sintetici o naturali in forma di aggregati nanometrici per fini diagnostici o terapeutici.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
Lezioni: 48 ore
Docenti: Arosio Daniela, Lenardi Cristina
Programma
Parte 1, docente: Cristina Lenardi
Il modulo presenta tecniche di sintesi e metodi di caratterizzazione di nanostrutture. Vengono inoltre proposti alcuni esempi applicativi.
Introduzione alla Nanoscienza: definizione, proprietà dei materiali dipendenti dalla dimensione e dalla forma su scala nanometrica e nuove tecniche per l'analisi/caratterizzazione dei nanomateriali.
Tecniche di sintesi: approcci top-down e bottom-up. Metodi in fase vapore (PVD, CVD, PECVD), metodi in fase gas (pirolisi in fiamma, ablazione laser, deposizione da fasci di cluster), metodi chimici (sol-gel, elettrodeposizione, elettrofilatura), metodi allo stato solido (macinazione).
Metodi di caratterizzazione: diffusione dinamica della luce (DLS); microscopia a scansione di sonda: a forza atomica (AFM), a effetto tunnel (STM); microscopia ottica: confocale a scansione (CLSM), a scansione in campo prossimo (SNOM); microscospia elettronica: a scansione (SEM), a trasmissione (TEM); spettroscopia ottica (Raman, UV-Vis), spettroscopia elettronica di fotoemissione (XPS; UPS, AES); diffrazione a raggi X (XRD).
Esempi di applicazioni: Laboratori miniaturizzati: sistemi Lab-On-Chip (PCR; sensori elettrochimici); micro-piattaforme fluidiche per applicazioni in biologia cellulare: sistemi Cells-On-Chip (cell sorting, supporti per coltura cellulare); sviluppo di materiali biomimetici per l'ingegneria tissutale.

Parte 2, docente: Daniela Arosio
Bio-nanotecnologia. Concetti introduttivi sull'utilizzo di nanoparticelle in applicazioni biomediche (sensori per lo studio di interazioni biologiche, rilascio di farmaci, agenti di contrasto per tecniche diagnostiche); materiali utilizzati per la preparazione di nanoparticelle; influenza delle caratteristiche chimico fisiche (dimensioni, forma, carica di superficie, etc) nelle interazioni biologiche; tecniche di funzionalizzaione della superficie; targeting attivo e passivo.
Nanoparticelle basate sull'utilizzo di molecole organiche per il rilascio controllato di farmaci e marcatori diagnostici: liposomi, nanoparticelle polimeriche, micelle polimeriche, polimersomi, dendrimeri, complessi polimero/lipide-DNA ("polyplexes"/"lipoplexes") per la terapia genica. Per ogni tipologia verranno descritte le caratteristiche utili nel trasporto o riliscio di farmaci e forniti approcci alla nanofabbricazione e funzionalizzazione. Esempi di nanosistemi in studio clinico o approvati come farmaci.
Nanoparticelle basate su materiale inorganico: nanoparticelle magnetiche basate su ossidi di ferro, nanoparticelle d'oro, nanoparticelle di silice mesoporosa, grafene, etc. Cenni sulle proprietà chimico fisiche di questi materiali e loro utilizzo in campo sensoristico, medico e diagnostico. Approcci alla preparazione e funzionalizzaione (biocompatibilità, targeting attivo, rilascio controllato). Esempi di sistemi in studio clinico.
Propedeuticità
Conoscenze di base in Chimica generale e inorganica, Chimica organica e Fisica
Prerequisiti e modalità di esame
Parte 1: Orale
Parte 2: Orale
Metodi didattici
Modalità di frequenza: fortemente consigliata; modalità di erogazione: tradizionale.
Materiale didattico e bibliografia
Copie delle slides presentate durante le lezioni.
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
previo appuntamento