Course Syllabus
Obiettivi
Portare lo studente a conoscenza delle tecniche, degli strumenti e delle strategie utilizzate per la progettazione, caratterizzazione e validazione delle nanotecnologie (e nanoparticelle) in campo medico, per la terapia e la diagnosi di malattie umane. Portare lo studente a conoscenza dell’iter di sviluppo di un (nano)farmaco, dal laboratorio alla clinica. Far capire come alcune problematiche della medicina possono essere approcciate con la nanomedicina.
Contenuti sintetici
Concetto di nanotecnologia e nanomedicina. Conoscenza delle principali nanoparticelle utilizzate in medicina e delle tecniche per la loro sintesi, caratterizzazione ed impiego in ambito biomedico. Descrizione delle modalità di multi-funzionalizzazione di nanoparticelle. Applicazione biomedica di nanoparticelle per la terapia e diagnosi del cancro e di patologie neurologiche e neurodegenerative. Come si studia la farmacocinetica e biodistribuzione di nanoparticelle. Trafficking intracellulare di nanoparticelle. Biomimetica e medicina rigenerativa. Nanorobot e biomateriali impiantabili (idrogeli).
Programma esteso
Lezioni frontali:
Descrizione dei più rilevanti tools utilizzati su nanoscala in medicina per la terapia (drug delivery) e la diagnostica (imaging). Nanoparticelle e nano-dispositivi. Liposomi, Solid-lipid nanoparticles, nanoparticelle polimeriche, nanoparticelle inorganiche. Tecniche per la fabbricazione, caratterizzazione e loro applicazioni. Targeting di materiali nanostrutturati a tessuti e cellule. Biomimetismo. Biocompatibilità. Nano-sistemi e strategie per la terapia e la diagnosi di Tumori e di malattie del Sistema Nervoso Centrale. Procedure per lo sviluppo di farmaci classici ed alternativi. Biosensori, nanorobot. Ingegneria tissutale con nanodispositivi. Applicazioni innovative di nanoparticelle (es. ipertermia, Cerenkov radiation). Biomateriali impiantabili per il rilascio controllato di farmaci e/o nanoparticelle.
Esercitazioni in laboratorio:
Preparazione, funzionalizzazione, drug-loading e caratterizzazione di nanoparticelle a base lipidica. Analisi critica dei risultati per la potenziale traslabilità alle fasi pre-cliniche. Panoramica della strumentazione utile per la ricerca scientifica nel campo delle nanotecnologie e della nanomedicina.
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica, biochimica e biologia.
Modalità didattica
Lezioni frontali, lezioni in modalità seminario e prove di autovalutazione. Esercitazioni in laboratorio. In caso di emergenza: le lezioni saranno erogate da remoto utilizzando la piattaforma Cisco-webex seguendo le direttive dell'ateneo. Le esercitazioni saranno sostituite da video-tutorials.
Materiale didattico
Review e articoli pubblicati su riviste internazionali verranno indicati durante il corso.
Materiale didattico utilizzato a lezione (slides).
Tutto verrà caricato sulla piattaforma e-learning.
Testo consigliato:
M.Masserini. Come ci cureremo domani. Ed. Il Mulino
Periodo di erogazione dell'insegnamento
1° semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame scritto e orale: 13 domande a risposta multipla (2 punti ciascuna) + 1 domanda aperta (4 punti) da completare in 45 minuti. L'esame è valutato positivamente con un punteggio pari o superiore a 18/30. Le domande proposte nella prova scritta saranno costruite in modo tale da indurre lo studente a ragionare dal punto di vista biochimico e bio/nanotecnologico, a comprendere le unità di misura e ad essere in grado di valutare le abilità e le competenze acquisite sulla base agli obiettivi del corso. L'orale è una discussione dell’esame scritto con approfondimento di uno o più argomenti.
Orario di ricevimento
Su appuntamento scrivendo a: francesca.re1@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
Teach the student to know the techniques, tools and strategies used in the design, characterization and validation of nanotechnological products (and nanoparticles) in the medical field, for the therapy and diagnosis of human diseases. Bring the student to the knowledge of the development of a (nano) drug, from the laboratory to the clinic. Teach the students to understand how some medical problems can be approached with nanomedicines.
Contents
Concept of nanotechnology and nanomedicine. Knowledge of the main nanoparticles used in medicine and of the techniques for their synthesis, characterization and use in the biomedical field. Description of the multi-functionalization modalities of nanoparticles. Biomedical application of nanoparticles for the therapy and diagnosis of cancer and neurological and neurodegenerative diseases. How to study the pharmacokinetics and biodistribution of nanoparticles. Intracellular trafficking of nanoparticles. Biomimicry and regenerative medicine. Nanorobots and implantable biomaterials (hydrogels).
Detailed program
Lectures:
Description of the most relevant tools used on nanoscale in medicine for drug delivery (drug delivery) and diagnostics (imaging). Nanoparticles and nano-devices. Liposomes, Solid-lipid nanoparticles, polymeric nanoparticles. Techniques for manufacturing, characterization and their applications. Targeting nanostructured materials to tissues and cells. Biomimicry. Biocompatibility. Nano-systems and strategies for the therapy and diagnosis of tumors and diseases of the Central Nervous System. Procedures for the development of classical and alternative drugs. Biosensors, nanorobots. Tissue engineering with nanodevices. Innovative applications of nanoparticles (eg hyperthermia, Cerenkov radiation). Implantable biomaterials for controlled release of drugs/nanoparticles.
Practical lessons in lab:
Preparation, functionalization, drug-loading and characterization of lipid-based nanoparticles. Critical discussion of the results from the preclinical point of view. Overview of the instrumentation useful for scientific research in the field of nanotechnology and nanomedicine.
Prerequisites
Basic knowledge of chemistry, biochemistry and biology.
Teaching form
Frontal lessons, seminars and self-assessment tests. Laboratory exercises (practical lessons). In emergency case: the frontal lessons will be performed using Cisco-webex platform following the Ateneo's rules. Practival lessons will be substituted by videotutorials.
Textbook and teaching resource
Review and articles published in international journals will be indicated during the course.
Materials used during the frontal lessons (slides).
All material will be loaded on e-learning platform.
Text book:
M.Masserini. Come ci cureremo domani. Ed. Il Mulino
Semester
1st semester
Assessment method
Written and oral examination: 13 multiple-choice questions (2 marks each) + 1 open question (4 marks) to be completed in 45 minutes. The exam is positively evaluate with a score of 18/30 or higher. The questions proposed in the written exam will be constructed in such a way as to induce the student to biochemical-bio/nanotechnological reasoning, to understand the units of measurement and to be able to evaluate the skills and competences acquired according to the objectives of the course. The oral examination will include a discussion on the written test, including questions about topics included in the program of the course.
Office hours
On appointment writing to: francesca.re1@unimib.it
Sustainable Development Goals
Staff
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Francesca Re
