Detail předmětu
Materiály pro biomedicinské aplikace
FEKT-MMBAAk. rok: 2018/2019
Předmět se zabývá materiály včetně nanostrukturovaných a speciálními technologiemi jejich přípravy pro použití v biomedicínské praxi. Dále vlivem biologického prostředí na korozi a životnost použitých materiálů a je pojednána kompatibilita tkáňových implantátů. Metrologie nanostruktur – mikroskopie, rentgen, hmotnostní spektrometrie sekundárních ióntů. Součástí předmětu je kapitola, zabývající se novými elektrochemickými zdroji, používanými pro speciální přístroje a zařízení v medicíně, např.kardiostimulátory a defibrilátory. Významná je část pojednávající o principu a využití NMR pro diagnostické a analytické účely. Další část předmětu je věnována vlastnostem a využitím makromolekulárních látek v lékařství, např. v léčivech, polymerních implantátech a očních čočkách.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent předmětu je schopen:
kvalifikovaně posoudit využití materiálů v biomedicínské praxi
popsat onemocnění srdce a cévního systému a popsat možnosti léčby
popsat vlastnosti makromolekulárních látek, keramik a kovů vhodných pro implantáty
má přehled o současném stavu ve vývoji materiálů pro kontaktní a nitrooční čočky
má základní znalosti o použití elektrochemických zdrojů proudu pro laboratorní zařízení, kardiostimulátory ( defibrilátory)
má přehled o trendech v oblasti přípravy a využití bionanomateriálů v lékařství, např. pro léčení karcinogenních chorob
dovede se orientovat v principu a využití nukleární magnetické rezonanční spektroskopie ( NMR), a NMR kompatibilitě tkáňových implantátů
Prerekvizity
Student, který si zapíše tento předmět by měl být schopen:
- orientovat se v základních medicínských pojmech
- mít základní přehled o biochemických pochodech v živých organismech
- měl by být schopen vysvětlení základních funkcí elektrických obvodů využívaných v biomedicíně
- měl by být schopen na základě návodů pracovat s chemikáliemi
Doporučená nebo povinná literatura
Sedlaříková,M. a kol. Materiály pro biomedicínu, elektronická skripta (CS)
Vondrák, J., Sedlaříková,M.,Elektrochemická měření, elektronická verze (CS)
Bednář B. a kol.:Nové materiály, VŠCHT, Praha 1991 (CS)
VONDRÁK, J., SEDLAŘÍKOVÁ, M., REITER, J., NOVÁK, V., NEČESAL, P. Carbon and/ or graphite anodes for gel polymer batteries. In International Meeting on Lithium Batteries. Nara, Japonsko: The Electrochemical Society, Inc., 2004. s. 234 ( s.)ISBN: 1-56677-415- 2. (CS)
Pistoia, G.: Lithium Batteries, New Materials, Developments and Perspective, Elsevier Science B.V., Amsterodam, 1994 (EN)
Valečko,Z: Bioelektronika, BEN Technická literatura, Praha 2005 (CS)
Navrátil,L. a kol: Medicínská biofyzika, GRADA 2005, Praha (CS)
Žabka,M. a kol.:Moderní lékové formy ve farmaceutické technologii, Bratislava 2001 (CS)
Liu,B. In vitro investigation of Fe30Mn6Si shape memory alloy as potential biodegradable metallic material, Material Letters 65 (2011) 540-543 (EN)
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování zahrnují přednášky, laboratoře a exkurze. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.
Způsob a kritéria hodnocení
Hodnocení laboratoří ( 6 úloh po 5 bodech).....................30b
Písemná část závěrečné zkoušky.........................................60b
Zpracování a prezentace zadaného tematu.......................10b
Jazyk výuky
čeština
Osnovy výuky
1. Vliv stavby atomů a struktury na vlastnosti materiálů
2. Kovové materiály a jejich použití v biomedicíně
3. Koroze a kompatibilita materiálů v živých organismech
4. Polymery a jejich využití v lékařství, implantáty, nitrooční a kontaktní čočky
5. Lékové formy, cílená cytostatika
6. Vliv iontů různých prvků na složení a vlastnosti tkáňových tekutin, vliv na zdraví
7. Chemické zdroje elektrické energie a jejich využití v lékařství
8 . Využití modelování a 3D tisk v medicíně
Cíl
Navrhovaný projekt bude připravovat studenty magisterského studia FEKT na řešení technických, ekonomických a ekologických problémů, spojených s volbou , užíváním a zkoušením různých materiálů a zařízení v biomedicínských apikacích.
Jsou to především čidla a speciální elektrody pro využití v různých oborech medicíny. Součástí projektu bude studium a rozvoj nových elektrochemických zdrojů, používaných pro speciální přístroje a zařízení v medicíně, např.kardiostimulátory. Bude řešen vliv biologického prostředí na korozi a životnost použitých materiálů, pojednána bude kompatibilita tkáňových implantátů. Součástí projektu budou přednášky o vlivu iontů na stav lidského organismu. Předmět je vhodný i pro mezioborová studia v oblasti lékařství a biologie.
V rámci projektu jsou připravena laboratorní cvičení z oblasti koroze kovových materiálů, elektroanalytických čidel vhodných pro rozbor biologických materiálů a měření vybíjecí charakteristiky malých zdrojů proudu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Povinná jsou laboratorní cvičení. Řádně omluvené zmeškané laboratorní cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program EEKR-M1 magisterský navazující
obor M1-BEI , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný mimooborový
obor M1-EVM , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový - Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)
obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor