Industrial Bioengineering

  • Classe di Laurea: LM-21 Ingegneria biomedica
  • Tipo di corso: Specialistico/Magistrale
  • Area didattica: Ingegneria
  • Scuola: Scuola Politecnica e delle Scienze di Base
  • Dipartimento: Dipartimento di Ingegneria Chimica, dei Materiali e della Produzione Industriale
  • Durata: 2 anni
  • Accesso al Corso: Laurea di 1° livello
  • Coordinatore: Prof. Paolo Antonio Netti
  • Ufficio Segreteria Studenti: Segreteria Studenti Area didattica Ingegneria
  • Sportello di Orientamento:
  • Obiettivi specifici:

    Il Corso di Laurea Magistrale in Industrial Bioengineering intende da un lato sviluppare e approfondire conoscenze derivanti da discipline classiche dell'Ingegneria Industriale, quali ad esempio la meccanica del continuo, la termodinamica e le proprietà di trasporto, la reologia, la progettazione e trasformazione di materiali biomedicali, lo sviluppo di modelli teorici predittivi/descrittivi, dall'altro di ampliare gli orizzonti applicativi di queste in un contesto interdisciplinare di tipo biologico/clinico al fine di approcciare tematiche e problemi complessi inerenti i Biomateriali e protesi, la Medicina Rigenerativa, la Nanomedicina e lo sviluppo di dispositivi per la Diagnostica Avanzata. Ai fini indicati, il curriculum del Corso di Laurea Magistrale comprende attività formative finalizzate ad approfondire e rafforzare le conoscenze delle discipline classiche dell'Ingegneria Industriale ed integrare tali conoscenze con quelle fondamentali della biologia molecolare e cellulare, nonché della fisiopatologia, della diagnostica e della farmaceutica. A completamento del percorso formativo, il Corso si avvale delle competenze della Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia, istituzione d'eccellenza nel panorama internazionale per ciò che attiene i nanomateriali e le nanotecnologie, la robotica e le neuroscienze. I laureati nel corso di Laurea Magistrale in Industrial Bioengineering avranno una conoscenza solida e robusta delle discipline classiche dell'Ingegneria Industriale quali Meccanica del Continuo, Scienza dei Materiali, Proprietà Termodinamiche e di Trasporto nonché competenze avanzate sulle tecnologie di trasformazione e funzionalizzazione dei materiali sia su scala molecolare sia su scala macroscopica. Dette conoscenze saranno integrate da elementi fondamentali della biologia cellulare e molecolare al fine di costituire una base interdisciplinare sulla quale i laureati in Industrial Bioengineering saranno in grado di approcciare e risolvere problematiche della biologia e clinica sfruttando i principi delle scienze fisiche ed ingegneristiche. In particolare, la formazione del Bioingegnere avrà caratteristiche mutuate dall'Ingegneria Industriale con una particolare predilezione alla realizzazione di materiali e dispositivi che interagiscono con entità biologiche viventi. Le finalità applicative del corso saranno incardinate sulla Medicina Rigenerativa ed Ingegneria Tessutale, progettazione di bioprotesi, Nanomedicina e sulla progettazione e fabbricazione di dispositivi per la diagnostica avanzata e terapia patient specific. Il percorso formativo della Laurea Magistrale in Industrial Bioengineering è costituito dalle seguenti aree di apprendimento atte a conferire al discente approfondite conoscenze delle discipline classiche dell'ingegneria industriale unite a conoscenze fondamentali del campo biologico e medico in particolare della biologia molecolare, della biologia cellulare, delle proprietà, struttura e funzioni dei tessuti ed organi. Nell'insieme il percorso formativo è inteso a fornire al bioingegnere quegli strumenti conoscitivi che lo predispongono a trovare soluzioni scientifico-tecnologiche atte a traslare i ritrovati delle biotecnologie mediche in un contesto produttivo. - conoscenza della meccanica del continuo e della biomeccanica sia a livello cellulare sia a livello tessutale per la realizzazione di interfacce funzionali per il controllo cellulare e per la progettazione di sistemi protesici avanzati; - padronanza dei modelli e dei principi della termodinamica e del trasporto molecolare in sistemi complessi per l'ingegnerizzazione di dispositivi per il rilascio controllato di farmaci e per la realizzazione di scaffold bioattivi per l'ingegneria tessutale. - comprensione delle dinamiche di interazione tra molecole biologiche e biomateriali per la realizzazione di sistemi senzienti per la diagnostica avanzata. - conoscenza delle caratteristiche chimico/fisiche dei biomateriali sia naturali e sintetici, dei processi fabbricazione su scala nano- e micro-metrica, nonché delle strategie chimiche di funzionalizzazione delle interfacce, per la realizzazione di bioprotesi innovative e sistemi di rilascio di farmaci. Le conoscenze sulle discipline matematiche e delle scienze di base sono sviluppate nei corsi di laurea di provenienza. Tuttavia, il Corso di Laurea Magistrale ha l'obiettivo di approfondire tematiche specifiche del calcolo numerico, modellazione e delle scienze chimiche e biologiche in modo da dare al discente una formazione multidisciplinare indispensabile per poter traslare i ritrovati delle biotecnologie mediche in un contesto produttivo/applicativo. Trasversalmente a tali aree di apprendimento sono illustrati e approfonditi gli strumenti analitici avanzati (metodi numerici per la bioingegneria e bioinformatica) e su metodologie di indagine strumentale (caratterizzazione di superfici, caratterizzazioni ultrastrutturali e imaging in fluorescenza) In ottemperanza agli obiettivi formativi qualificanti per la classe, il Corso di Studio è strutturato in 12 insegnamenti aventi i seguenti obiettivi - I laureati in Industrial Bioengineering hanno una formazione orientata principalmente nelle discipline classiche dell'ingegneria quali la meccanica, termodinamica, trasporto molecolare e tecnologie dei processi produttivi. Assieme a tali discipline, il Corso di Studio ha l'obiettivo di illustrare temi e approfondire conoscenze specifiche dell'ingegneria biomedica e più in particolare di quegli aspetti essenziali per la progettazione e fabbricazione di dispositivi atti ad interagire con i sistemi biologici, ad esempio la biochimica, il rilascio di farmaci, la biomeccanica e lo studio di interfacce sintetico/biologiche. Pertanto una siffatta formazione da un lato incentrata su conoscenze solide e robuste degli aspetti tecnico-scientifici propri dell'ingegneria, dall'altro complementata da conoscenze sulla biologia cellulare e molecolare e sulla fisiologia, consente ai bioingegneri di risolvere problematiche in ambito biologico e medico applicando principi ingegneristici. Analogamente, mutuando le conoscenze biologiche, i bioingegneri contribuiscono allo sviluppo industriale nei settori della Medicina Rigenerativa, Nanomedicina e nello sviluppo di sistemi per diagnostica e terapia personalizzata. - Il Corso di Studio grazie ad un sapiente equilibrio tra discipline classiche dell'ingegneria industriale ed ingegneria biomedica e competenze proprie della medicina e della biologia ha l'obiettivo di fornire ai laureati gli strumenti conoscitivi tali da consentire loro di poter far progredire il sapere in ambito biomedicale e di poter individuare soluzioni adeguare per la risoluzione di problematiche tecniche. Ciò è favorito dalla formazione multidisciplinare con la quale i bioingegneri possono intervenire attivamente in ogni aspetto del ciclo di vita dei dispositivi biomedici avanzati: progettazione e caratterizzazione (per le quali sono indispensabili le conoscenze ingegneristiche); interazioni con gli organismi biologici e sorveglianza post marketing (per i quali servono principalmente competenze medico-biologiche e strumenti di indagine e data analysis). Inoltre, grazie ad approfondimenti mirati di temi all'avanguardia tecnico-scientifica ed in continua evoluzione quali, nanotecnologie, diagnostica avanzata, medicina rigenerativa, il Corso di Studio ha l'obiettivo di formare studenti con una marcata sensibilità alla ricerca scientifica. Difatti, l'implementazione clinica di successo di dispositivi medici deve guardare con attenzione alle continue scoperte fatte in ambito biotecnologico, nei biomateriali e nelle tecnologie di processo. - Data l'intrinseca complessità e la natura eterogenea delle interazioni tra entità biologiche e sistemi sintetici, interazioni che si configurano alla base di una qualsivoglia progettazione di un dispositivo biomedico per protesi, diagnostica o rigenerazione, il Corso di Studio ha l'obiettivo di formare laureati in grado di poter formulare ipotesi sulle suddette interazioni e verificarne la validità mediante opportune sperimentazioni. Tali sperimentazioni sono in genere particolarmente complesse da un punto di vista tecnico giacché vedono la compartecipazione di entità viventi (es. cellule o tessuti) con materiali sensibili. In quest'ottica, il percorso formativo è strutturato in modo da mettere a sistema discipline fondamentali e consolidate (meccanica, termodinamica, trasporto e scienza dei materiali) con insegnamenti appartenenti ad ambiti dinamici (microfluidica, ingegneria tessutale, biologia cellulare, diagnostica). Le attività formative del corso constano principalmente di lezioni frontali per le fasi del percorso più propriamente teoriche, esercitazioni nonché in attività di laboratorio, atti a fornire ai discenti una solida metodologia di indagine, criteri di progettazione sia a livello molecolare, sia a livello macroscopico e di strutture, nonché degli strumenti più adeguati per il recupero e l'analisi critica dei dati.

  • Il corso di studio in breve:

    La Bioingegneria si propone di integrare le discipline Ingegneristiche con i concetti fondamentali della Biologia Molecolare e Cellulare per produrre e sviluppare strumenti e dispositivi da utilizzare in campo Medico e Clinico per scopi diagnostici e terapeutici. La Bioingegneria, grazie ai molteplici e significativi avanzamenti scientifici e tecnologici, ha le potenzialità di cambiare radicalmente e positivamente la Medicina e la Salute in generale, grazie alla realizzazione di dispositivi altamente efficienti, affidabili e disponibili su larga scala. Tuttavia, affinché ciò si concretizzi, è necessario far riferimento a figure professionali che guidino la traslazione dalla ricerca in ambito industriale, ovvero a figure che possiedano solide competenze ingegneristiche e che abbiano quindi sviluppato una maggiore sensibilità nei confronti delle fasi di progettazione, sviluppo e soprattutto di produzione. Il Corso di Laurea Magistrale in Industrial Bioengineering ha lo scopo di formare figure professionali dotate di conoscenze multidisciplinari, in cui una base solida costituita dalle discipline classiche dell'Ingegneria Industriale (quali meccanica, termodinamica, proprietà di trasporto) si integra con competenze della Biologia Molecolare, Cellulare e dei Sistemi. In quest'ottica i laureati in Industrial Bioengineering possiedono gli strumenti necessari per dare un contributo significativo ed attivo nei campi della Medicina Rigenerativa, Nanomedicina e Diagnostica avanzata tramite la progettazione e la realizzazione di dispositivi medici atti ad interagire direttamente con sistemi viventi, quali biomolecole e cellule (per la diagnostica e la terapia) nonchè tessuti ed organi (per la rigenerazione). Gli insegnamenti del Corso di Laurea Magistrale in Industrial Bioengineering rispecchiano l'eccellenza dell'Ateneo federiciano sia per la didattica sia della ricerca delle discipline dell'Ingegneria Industriale che trovano fertile terreno di applicazione nel campo Bioingegneristico. In particolare il CdS prevede insegnamenti di Biomeccanica, Biomateriali, Ingegneria Tessutale, Proprietà Termodinamiche e di Trasporto, Microfluidica, Drug Delivery, Diagnostica e Robotica, insegnamenti peraltro fondamentali e caratterizzanti di Corsi di Laurea offerti dalle più prestigiose istituzioni Europee ed Internazionali. In conclusione, il Corso di Laurea Magistrale vuole formare figure professionali caratterizzate da solide competenze nell'Ingegneria Industriale da essere impiegate in ruoli di alto livello all'interno di aziende operanti nel settore Bioingegneristico e Biomedicale e capace di curare gli aspetti della progettazione, produzione ed ottimizzazione dei dispositivi medici atti ad interfacciarsi con entità biologiche. Il Bioingegnere si pone come figura di riferimento per l'innovazione e la traslazione dal laboratorio alla clinica e al mercato dei dispositivi medici e partecipando in maniera proattiva alla transizione dalla hospital care al personal care.

  • Conoscenze richieste per l'accesso:

    Per essere ammessi al Corso di Laurea Magistrale in Industrial Bioengineering occorre essere in possesso del titolo di Laurea appartenente alla classe L-8 o L-9 ai sensi del D.M. 270/04, rispettando i requisiti minimi curriculari specificati nel regolamento didattico del Corso di Studi Inoltre, in ottemperanza all'art. 6 comma 2 del DM 270/04 e con modalità che verranno definite nel Regolamento didattico, è prevista la verifica dell'adeguatezza della personale preparazione, a cui possono accedere solo gli studenti già in possesso dei requisiti curriculari. Per l'accesso al corso si richiede inoltre documentata capacità di utilizzare correttamente, in forma scritta e orale, la lingua Inglese, almeno pari al livello B2, secondo i criteri definiti nel Regolamento didattico.

  • Prova finale:

    In aggiunta alle verifiche in itinere e alla fine di ciascun insegnamento, le verifiche finali comprenderanno un tirocinio formativo (intra o extra moenia) a cui si aggiungono elaborati di tesi in uno dei seguenti tipi: 1) Esami di laurea basati sulla redazione e discussione di tesi compilative frutto di un lavoro di approfondimento basato su una raccolta di dati di letteratura e richiedono capacità di sintesi, interpretazione e comunicazione da parte del laureando. Tali elaborati saranno caratterizzati da una dimensione media di 150 pagine; 2) Esami di laurea basati sulla redazione e discussione di tesi sperimentali, frutto di un lavoro congiunto di studio dei dati di letteratura inerenti a uno specifico campo di insegnamento, proposizione di una ipotesi e verifica mediante sperimentazioni. Tali elaborati della dimensione media di 100 pagine, servono a verificare la capacità, di formulare ipotesi originali e condurre campagne sperimentali con rigore. Il numero definito di pagine entro le quali esprimere il proprio lavoro darà anche la dimensione della capacità del candidato di esporre in modo sintetico le proprie conoscenze e in maniera chiara da renderle comprensibili a qualsiasi lettore