Materiály pro biomedicínu

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav materiálového inženýrství

Anotace:

Biokompatibilita - základní pojmy a definice. Úvod do vlastností biologického prostředí. Odezva materiálů na působení živého systému. Funkce a degradace materiálů in vitro a in vivo (plasty, kovy; bobtnání, rozpouštění, koroze). Tribologické vlastnosti materiálů - tření, otěr. Biomateriály - přehled, užití v medicíně. Mechanické vlastnosti biomateriálů: kovy, keramika, plasty, uhlík, kompozity. Reakce živé tkáně: vznik a omezení vazby živé tkáně na materiál; imunitní systém, testy biokompatibility, sterilizace. Vliv chemických vlastností povrchu biomateriálů a odolnosti proti korozi na biokompatibilitu, hemokompatibilita, alergické reakce, karcinogenita; adaptace organismu. Klinické užití biomateriálů. Testy biokompatibility (in vitro, in vivo). Standardizace a administartivní omezení biomateriálů. Výběr a návrh biomateriálu pro aplikaci.

V předmětu jsou zařazeny praktické příklady měření vlastností biomateriálů, např. analýza prvkového a fázového složení titanových slitin a dalších materiálů a provedení a vyhodnocení testů biokompatibility.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Biokompatibilita - pojmy a definice; vlastnosti biologického prostředí

2.Mechanické vlastnosti biomateriálů: kovy, keramika, plasty, uhlík, kompozity

3.Metody určení struktury a složení materiálu

4.Vlastnosti povrchu biomateriálů (topografické, tribologické, chemické)

5.Funkční vlastnosti biomateriálů, degradace.

6.Úpravy povrchu - tenké vrstvy a povlaky

7.Imunitní systém, hemokompatibilita, alergické reakce, karcinogenita; adaptace organismu.

8.Testy biokompatibility, sterilizace

9.Interakce buněk s povrchem - vliv vlastností povrchu biomateriálů na biokompatibilitu

10.Vývoj biokompatibilního materiálu - dřík endoprotézy (kompozit PEEK+C vlákna), srdeční pumpa (vrstva TiN), TiNi s plasmatickým nástřikem

11.Užívání databázových systémů (COMPENDEX, MEDLINE, WOS, PLATAN, atd.)

Osnova cvičení:

Seznámit studenty s požadavky, kladenými na biomateriály (tj. na materiály pro biomedicinské aplikace) a inženýrskými i fyzikálně-chemickými a biologickými aspekty styku živých tkání a organismů s povrchem materiálu.

Cvičení (laboratoře, referáty z literatury, rešerše, exkurze do firmy BEZNOSKA, s.r.o. nebo do laboratoře plasmatických nástřiků ÚFP AV ČR nebo do HVM Plasma, s.r.o., seminář.

Advanced Composites (Biokompatibilita uhlíkových materiálů) nebo semináře Fyziologické dny)

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Filip P., Progresivní typy biomateriálů, Skripta, VŠB-TU Ostrava 1995.

2. Valenta J. a kol. Biomechanika, kap. 3 (Beznoska S., Löbl K.), Akademia, Praha 1985.

3. Beznoska S., Umělé náhrady lidských kloubů, SNTL, Praha 1987.

4. Koutský J., Biomateriály, Skripta, ZčU Plzeň 1997.

5. Dee K.C., Puleo D.A., Bizios R.: An introduction to tissue-biomaterial interactions,Willey&Sons, Hoboken, N.J. 2003.

6. Valenta J. et al, Biomechanics, Chapter 3 (Beznoska S., Löbl K.), Academia, Praha 1993.

7. Wintermantel E., Ha S.-W., Biokompatible Werkstoffe und Bauweisen, Springer, Berlin 1996.

8. Black J., Biological Performance of Materials, Marcel Dekker, New York 1992.

9. Silver F.H., Biomaterials, medical devices and tissue engineering, Chapman&Hall, London 1993.

Poznámka:

Garant - Doc. RNDr. Vladimír Starý, CSc.

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: