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
Concetti 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.
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
20 ore (10 lezioni da 2 ore) : Didattica Erogativa (DE), Lezioni frontali, attività in presenza
8 ore (4 lezioni da 2 ore): Didattica Erogativa (DE), Lezioni frontali, attività in remoto sincrona
4 ore (2 attività da 2 ore): Didattica Interattiva (DI), Esercitazione, attività in presenza
24 ore (6 attività da 4 h): Didattica Interattiva (DI), Laboratorio, attività in presenza
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.
Testi consigliati:
- Understanding Nanomedicine - An Introductory Textbook By Rob Burgess. ISBN 9789814316385. Jenny Stanford Publishing
- The Handbook of Nanomedicine (English Edition) 3° Edizione By Kewal K. Jain. ISBN-10 1493983547. Humana Pr Inc
Periodo di erogazione dell'insegnamento
1° semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame: prova scritta individuale:
12 test a risposta chiusa (vero/falso, risposta multipla) da 2 punti ciascuna inerenti alle lezioni frontali (DE)
1 test a risposta chiusa (vero/falso, risposta multipla) da 2 punti inerente alle attività di laboratorio (DI)
1 domanda aperta (saggio breve) da massimo 4 punti inerente a tutto il programma
da completare in 30 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.
Non sono previste prove in itinere.
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
Concepts 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.
Laboratory:
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
20 h (10 lessons, 2 h each): Frontal Lesson (DE), face-to-face lessons
8 h (4 lessons of 2 h each): Frontal Lesson (DE), online lessons
4 h (2 activities of 2 h each): Interactive Lesson (DI), Exercises, face-to-face lessons
24 h (6 activities of 4 h each): Interactive Lesson (DI), Laboratory, face-to-face lessons
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.
Suggested text books:
- Understanding Nanomedicine - An Introductory Textbook By Rob Burgess. ISBN 9789814316385. Jenny Stanford Publishing
- The Handbook of Nanomedicine (English Edition) 3° Edizione By Kewal K. Jain. ISBN-10 1493983547. Humana Pr Inc
Semester
1st semester
Assessment method
Individual written examination
12 multiple-choice questions (2 marks each) on frontal lesson
1 multiple-choice questions (2 marks) on laboratory activities
1 open question (4 marks) on all the programme of the course
to be completed in 30 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.
There are no itinere tests planned.
Office hours
On appointment writing to: francesca.re1@unimib.it
Sustainable Development Goals
Staff
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Francesca Re
