Tecnologia medica presso l'OTH Amberg Weiden: Come le camere bianche e l'ibrido-OR sono integrate nell'insegnamento e nella ricerca

Panoramica del corso di laurea magistrale in Ingegneria Medica, laboratorio pratico di Diagnostica Molecolare.

Ulteriori approfondimenti sulla camera bianca presso l'OTH al campus di Weiden

Ulteriori approfondimenti sulla camera bianca presso l'OTH al campus di Weiden

Ulteriori approfondimenti sulla camera bianca presso l'OTH al campus di Weiden

Ripresa panoramica della camera bianca e del banco di misurazione delle particelle

Prof. Burkhard Stolz

Prof. Dott. Med. Clemens Bulitta

Ingegneria biomedica – offre profondità e ampiezza

I prodotti medici e farmaceutici percorrono un lungo percorso, dall'idea alla commercializzazione, e devono rispettare numerosi requisiti, che principalmente servono a proteggere il paziente e l'utente. In questo contesto, naturalmente, giocano un ruolo importante anche la pulizia e la sterilità del prodotto, che possono essere garantite solo attraverso il rispetto di condizioni ambientali specifiche durante la produzione e l'uso, nonché degli standard igienici appropriati. Uno degli obiettivi della formazione degli ingegneri nel settore dell'ingegneria biomedica è trasmettere esattamente questa conoscenza agli studenti. Gli ingegneri del domani devono comprendere i requisiti e le condizioni di utilizzo dei dispositivi medici nella pratica clinica, così come i processi di sviluppo e produzione industriale. Questo è esattamente l'obiettivo dei corsi di laurea in ingegneria biomedica, che vengono insegnati a Weiden, nell'Alta Palatinato, presso l'Amberg-Weiden Technical University of Eastern Bavaria, nel campus di Weiden. Dal 2010, a Weiden, vengono formati giovani laureati con il titolo di Bachelor of Engineering, mentre dal 2014 il corso di laurea magistrale in ingegneria biomedica offre la possibilità di approfondire le conoscenze nel settore e si conclude con il titolo accademico di Master of Science.

Un elemento fondamentale per la formazione di successo degli ingegneri biomedici, oltre alla didattica, sono gli elementi pratici presso l'università e in cliniche e industrie. I circa 1.100 m2 di laboratori con attrezzature di livello high-tech nel Technology Campus di Weiden (WTC) includono un laboratorio per la diagnostica radiologica, uno spazio di laboratorio per la biomeccanica, un laboratorio per la diagnostica in vitro, nonché un hybrid-OR e una camera bianca industriale di circa 60 m2 di superficie. Questa dotazione è integrata da altri laboratori di tecnologia dei materiali, CAE, elettrotecnica e tecnologia di produzione, che vengono utilizzati anche negli altri corsi di ingegneria della Facoltà di Ingegneria Economica. Partner di collaborazione della regione, cliniche e aziende industriali offrono, come cosiddetti "Luoghi di apprendimento innovativi", la possibilità di conoscere ulteriori processi e dispositivi attraverso escursioni, tirocini e workshop, e di condurre autonomamente esperimenti.

Camera bianca e hybrid-OR nella ricerca applicata

Con una camera bianca e un hybrid-OR, l'OTH di Amberg-Weiden offre attualmente un elemento distintivo nel panorama delle università tedesche per la formazione di ingegneri, che ovviamente vengono anche utilizzati per progetti di ricerca industriale. La camera bianca industriale soddisfa i requisiti di classe 7 secondo ISO 14644-1 e consente di condurre indagini sulla pulizia di processi tecnici, componenti e moduli di produzione. Qui vengono considerati sia contaminanti particellari sia contaminazioni microbiologiche, e sono disponibili strumenti di misurazione per il campionamento e l'analisi successiva, utilizzabili sia dagli ingegneri del laboratorio che dagli studenti. Come esempio di collaborazione industriale, si può citare la produzione e il montaggio di un imballaggio primario farmaceutico, eseguito negli spazi dell'università. La produzione comprende la realizzazione di un involucro in plastica tramite stampaggio a iniezione e processi di montaggio e confezionamento successivi, nell'ambito di una produzione pilota. L'azienda industriale coinvolta utilizza i risultati di questo studio per la progettazione di utensili e automazioni di serie, potendo così ottimizzare specifici processi critici in termini di generazione di particelle e ridurre i tempi di progetto. Il compito dell'università consisteva nell'analisi delle contaminazioni particellari e microbiologiche lungo la catena di processo e nell'identificazione di potenziali miglioramenti. In altri progetti sono stati ad esempio esaminati una nuova unità di manipolazione di un'azienda di automazione e la sua compatibilità con la camera bianca, e sono stati individuati spunti per miglioramenti costruttivi del prodotto. È possibile citare anche lo studio di una macchina di microiniezione con un compito analogo come progetto di riferimento. Per l'analisi delle contaminazioni microbiologiche è disponibile un laboratorio dedicato, condotto da un biologo con vasta esperienza nel settore.

I studenti, nel corso degli studi, acquisiscono familiarità con la tecnologia delle camere bianche, conoscono i principi di pianificazione e messa in funzione, con particolare attenzione ai temi di qualificazione e validazione. Nel corso di laurea magistrale è previsto un modulo dedicato alla tecnologia delle camere bianche e all'igiene, che comprende anche numerosi tirocini incentrati sui metodi fondamentali di analisi dei particelli e microbiologia.
Lo sviluppo chirurgico prosegue rapidamente. Nuove tecniche minimamente invasive (parola chiave: NOTES) e l'uso crescente di imaging (parola chiave: hybrid-OR) stanno radicalmente cambiando il luogo di lavoro della sala operatoria. Le esigenze di tali ambienti sono molto specifiche a seconda dell'area clinica, specialmente per quanto riguarda l'attrezzatura medico-tecnica. Solo attraverso una comprensione completa del flusso di lavoro, una pianificazione accurata, tempestiva e intersettoriale con tutti gli attori coinvolti, è possibile realizzare con successo un hybrid-OR e sale operatorie integrate moderne. Da qui derivano molte nuove questioni che possono essere affrontate in modo approfondito nel corso di formazione e ricerca dell'operazione.

• Utilizzo e benefici dell'imaging intraoperatorio
• Integrazione tecnologica, ad esempio tavolo operatorio e imaging, ma anche tecnologia medica e informatica (parola chiave: DIN 80001-1)
• Igiene e tecnologia di ventilazione (parola chiave: DIN 1946/4 2008)
• Pianificazione medica-tecnica
• Ergonomia e usabilità
• Workflow ed efficienza

All'High Bavarian Technical University (OTH) di Amberg-Weiden è stato quindi allestito un moderno operatore di formazione e ricerca con tutte le funzioni di una sala operatoria reale, inclusa la tecnologia di ventilazione, per scopi didattici e di ricerca. Grazie alla connessione con il corso di laurea in ingegneria biomedica e ai partner clinici locali, si creano condizioni eccellenti per la ricerca e l'insegnamento. In questo modo, aspetti dell'integrazione di sistemi e della formazione di ingegneri di progetto e di tecnici di servizio, capaci di trasformare in realtà le idee e le visioni degli operatori in sala operatoria, possono essere affrontati in modo completo. L'OTH di Amberg-Weiden offre quindi condizioni uniche per consolidarsi come centro innovativo per il settore sanitario e l'ingegneria biomedica.

La igiene riveste un ruolo particolarmente importante in ambito clinico, poiché la contaminazione delle superfici dei dispositivi medici rappresenta un alto rischio di infezione per pazienti e personale. Un altro focus di ricerca dell'università è quindi l'esame microbiologico di diversi rivestimenti antimicrobici, per valutarne efficacia e durata. Questo viene condotto secondo procedure standard internazionali (JIS Z 2801 o ISO 22196) e permette di determinare in modo riproducibile e affidabile l'attività antibatterica. Attraverso test di carico, si può simulare l'uso routinario dei dispositivi medici rivestiti antimicrobici e verificare eventuali perdite di efficacia dopo anni di utilizzo.

"Istituto di ingegneria biomedica"

Per consolidare le attività universitarie tra ricerca, insegnamento e industria nel settore dell'ingegneria biomedica, è stato fondato l'Istituto di Ingegneria Biomedica (IfMZ) come ente di ricerca scientifica dell'High Bavarian Technical University di Amberg-Weiden. Con un gruppo di lavoro composto da professori, ricercatori e ingegneri con background di specializzazione diversi, l'istituto dispone di un'ampia gamma di competenze nei campi della medicina, della biologia molecolare e dell'ingegneria. In stretta collaborazione con partner regionali e sovraregionali, l'IfMZ integra questioni di ricerca applicata in ingegneria biomedica con la formazione pratica di professionisti altamente qualificati per il segmento innovativo dell'ingegneria biomedica. L'istituto collabora con numerose aziende dell'industria biomedica, ospedali, studi medici specializzati e istituzioni di ricerca esterne.

Le aree di attività principali dell'IfMZ riguardano lo sviluppo innovativo di sistemi diagnostici e terapeutici, nonché l'ottimizzazione di procedure di indagine mediche. Le attività di ricerca si concentrano sia su tecniche di imaging sia su componenti software e hardware. Oltre alle questioni tecniche, sono trattati anche progetti in ambito di igiene, tecnologia delle camere bianche e microbiologia.

I professori del corso di laurea in ingegneria biomedica gestiscono i vari laboratori. Oltre ai temi di tesi degli studenti, vengono affrontati anche argomenti di ricerca e sviluppo nei laboratori. I futuri laureati possono utilizzare i laboratori specializzati per misurazioni complesse in condizioni definite anche durante le loro tesi di laurea. Questioni che non possono essere affrontate presso le sedi industriali durante il normale funzionamento vengono invece trattate qui, in condizioni di realtà simulata.

Le aree di ricerca principali includono, ad esempio, igiene e ingegneria biomedica, simulazione e ingegneria assistita dal computer, tecnologia dentale e produzione in camere bianche.

Corso di laurea in ingegneria biomedica

Il corso di laurea in ingegneria biomedica offre un collegamento ottimale tra discipline tecniche, sanitarie e ingegneristiche. Per una preparazione approfondita all'impiego professionale futuro, le lezioni seminaristiche sono integrate da numerosi elementi pratici con elevato contenuto di esperienza, come tirocini, progetti, conferenze ospiti e visite guidate. Ciò offre agli studenti molte opportunità di entrare nel mondo del lavoro in modo interessante e stimolante.

Il corso di laurea in ingegneria biomedica mira a trasmettere le competenze specialistiche e metodologiche necessarie per lo sviluppo, la sperimentazione, la produzione e l'applicazione di componenti, dispositivi e sistemi biomedici. Include, tra l'altro, l'applicazione della meccatronica in medicina. In questo corso si acquisiscono le conoscenze mediche necessarie in stretta connessione con competenze pratiche di scienze naturali e ingegneristiche.

Percorso di studi

Il percorso di studi si basa su 4 pilastri:

- Fondamenti di scienze naturali
- Meccatronica
- Ingegneria biomedica
- Discipline di integrazione

La durata regolare degli studi è di - con inizio regolare in inverno - 7 semestri. Il corso è strutturato in moduli e comprende sei semestri teorici e uno pratico. Nel settimo semestre si prevede la stesura della tesi di laurea. Il totale degli ECTS è di 210 punti. Con il completamento con successo del corso, si ottiene il titolo accademico di Bachelor of Engineering (B. Eng.).

Corso di laurea magistrale in ingegneria biomedica – in tre semestri per ottenere il titolo di Master of Science (M. Sc.)

“Cosa faccio dopo la laurea triennale?” Questa domanda si pongono molti studenti dopo aver conseguito una prima qualifica scientifica. È sufficiente la conoscenza acquisita per le esigenze dell'industria o è meglio proseguire con un corso di laurea magistrale? Non esiste una risposta universale, bisogna considerare le singole situazioni. Una possibilità molto interessante viene offerta dall'inverno 2014/2015 a Weiden. Per i laureati di un corso di laurea triennale come, ad esempio, ingegneria biomedica, informatica medica o fisica medica, l'High Bavarian Technical University di Amberg-Weiden, in collaborazione con l'Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg, offre il corso di laurea magistrale in “Ingegneria biomedica”. Il tema principale di questo corso è “Tecnologie e sistemi”.

Il corso mira a formare figure capaci di assumere ruoli di responsabilità in aziende internazionali attive in ricerca, sviluppo, produzione e servizi nel settore biomedico e farmaceutico. Questi ruoli includono, ad esempio, gestione di sviluppo e innovazione, sviluppo di sistemi e gestione dell'ingegneria biomedica, IT e imaging, sviluppo e ricerca in ingegneria biomedica, processi di sviluppo basati su simulazioni, diagnostica, gestione di processi e qualità. I laureati sono in grado di assumere responsabilità di rilievo in gruppi o organizzazioni, guidare compiti complessi e promuovere lo sviluppo professionale dei membri del team. Inoltre, la qualifica del master in ingegneria biomedica si estende a compiti e progetti orientati all'applicazione o alla ricerca. Le competenze acquisite consentono di assumere ruoli complessi di specializzazione e gestione, e possono costituire la base per ulteriori studi scientifici attraverso un dottorato collaborativo o per lavorare in istituzioni di ricerca.

Per gli studenti, questo corso rappresenta un'esperienza intensa in nuovi settori in due semestri di presenza presso l'università. Numerosi lavori di semestre, laboratori pratici, conferenze e visite guidate offrono l'opportunità di ampliare le conoscenze in breve tempo e di sviluppare le capacità personali. Inoltre, si può ampliare la rete di contatti professionali grazie a numerosi contatti industriali. Il terzo semestre è dedicato alla stesura della tesi di master. Questa configurazione permette agli studenti di svolgere questa attività anche lontano dall'università, ad esempio presso una sede internazionale di un'azienda industriale.

La scelta del corso di laurea magistrale in ingegneria biomedica presso l'High Bavarian Technical University di Amberg-Weiden dovrebbe risultare semplice per gli studenti. L'industria cerca personale qualificato per assumere compiti complessi – questo corso di laurea trasmette molte delle competenze necessarie.