Biomedical Engineering - Technology for Regenerative Medicine

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Tema d’Esame 1TECNOLOGIE PER LA MEDICINA RIGENERATIVATEMA DI ESAME DEL 20-07-2021ESERCIZIO 1 TESTO Descrivere sinteticamente in che cosa consiste un sistema di fegato bioartificiale (BAL) (NON è richiesto disegnarne uno schema circuitale). Quale è la logica di progettazione della maggior parte dei BAL attualmente in studio? Nella progettazione di un BAL di questo tipo, qual è la soglia di filtrazione, espressa in [nm], della membrana di separazione? Si motivi la risposta. Si scriva infine qual è la principale criticità che i sistemi BAL hanno mostrato fino ad oggi. [Punti 4/33] RISPOSTA •Un BAL è un sistema di supporto epatico extracorporeo avanzato, in cui sono inclusi epatociti nella cartuccia extracorporea, con lo scopo di replicare le funzioni native degli epatociti stessi. •La maggior parte dei BAL sotto studio sono progettati per interagire con il plasma del paziente e non con il suo sangue, per prevenire le reazioni immunologiche nei confronti delle cellule eterologhe presenti nella cartuccia. •La soglia di filtrazione della membrana che separa il plasma dalle cellule è di 100 nm. Questa soglia consente la diffusione di proteine plasmatiche come albumina, lipoproteine, fibrinogeno e fattori di coagulazione bloccando invece il passaggio di batteri e cellule. •La principale criticità mostrata finora dai sistemi BAL è che non hanno ancora dimostrato una maggiore sopravvivenza dei pazienti con insufficienza epatica acuta. Non ci sono ancora prove scientifiche di un potenziale rapporto rischio/beneficio più favorevole rispetto alla terapia convenzionale. di 19 Tema d’Esame 1ESERCIZIO 2 TESTO Elencare e spiegare i 3 requisiti richiesti per i protocolli terapeutici negli studi clinici. [Punti 3/33] RISPOSTA I protocolli terapeutici negli studi clinici dovrebbe essere: 1.PROSPETTICI Ciò significa che gli studi retrospettivi su pazienti trattati prima della data di inizio della sperimentazione ufficiale non sono validi come prova scientifica dell’efficacia di una nuova terapia. 2.RANDOMIZZATI Negli studi clinici di Fase II-III, in cui vengono confrontati due bracci di pazienti, il processo di assegnazione di un paziente a un braccio specifico deve essere randomizzato, cioè deciso in modo casuale. 3.MULTICENTRICI Sarebbe preferibile eseguire prove con lo stesso protocollo ma in ospedali diversi, per ridurre il “bias” relativo a specifiche equipe mediche o specifiche attrezzature ecc… →→→ di 29 Tema d’Esame 1ESERCIZIO 3 TESTO Riportare e descrivere l’equazione usata per descrivere il consumo di una specie chimica (ad esempio ossigeno o glucosio) da parte delle cellula, specificando il significato fisico e le unità di misura di ciascun termine. Riportare il grafico della curva corrispondente e le approssimazioni applicabili nelle condizioni estreme di alta o bassa concentrazione del soluto. [Punti 5/33] RISPOSTA La cinetica di Michaelis-Menten descrive il consumo chimico di soluto e quali l’ossigeno e il glucosio. Ove: • , o anche è il consumo di soluto. • è la concentrazione di soluto. • è la costante di saturazione finita come concentrazione a metà saturazione. • , o anche è il massimo consumo di soluto. Approssimazioni applicabili nelle condizioni estreme di alta o bassa concentrazione del soluto: •Ad alte concentrazioni di soluto ( >> ) il consumo è pressoché costante e pari a . •A basse concentrazioni di soluto (