Perspektivní technologie pro implantáty a biosenzory

Garant předmětu:

Petr Písařík

Přednášející:

Jan Mikšovský, Petr Písařík, Jan Remsa

Cvičící:

Jan Mikšovský, Petr Písařík, Jan Remsa

Předmět zajišťuje:

katedra biomedicínské techniky

Anotace:

Předmět je zaměřen na perspektivní technologie pro implantáty a biosenzory v lékařství. Cílem předmětu je seznámit se základními principy běžně používaných technologií pro implantáty a biosenzory. Předmět pokrývá metody výroby a vývoje, fyzikální vlastnosti a jejich měření, a metody aplikace v klinické praxi.

Požadavky:

Standardně probíhá výuka kontaktní formou a předmět je zakončen ústní zkouškou, které předchází písemná příprava. V případě, že počet studentů je menší než 5, může výuka probíhat v podobě řízeného samostudia s pravidelnými konzultacemi. Dále je požadováno vypracování písemné studie studentem na zadané téma z oboru. Podmínkou pro připuštění ke zkoušce je absolvování dvou laboratorních cvičení (doloženo protokolem podepsaným studentem, vedoucím cvičení a garantem předmětu). Protokoly budou archivovány v referátu pro doktorské studium.

Osnova přednášek:

Osnova přednášek:

1.Rozdíl mezi PVD a CVD depozičními technologiemi, kritéria pro výběr depozičních technologií. Hlavní PVD a CVD tenkovrstvové technologie, principy, výhody a nevýhody PVD a CVD metod (rychlost růstu vrstev, energie částic, tlaková kritéria, omezení, velikost plochy).

2.Napařovací a naprašovací metody (diodové naprašování, magnetron RF, DC), princip, omezení.

3.Depoziční metody - IBAD, iontové plátování. Depoziční metody - MBE, ECR, LPE, sol- gel, CVD.

4.Lasery a jejich aplikace v materiálovém výzkumu, graf technologie – intenzita laserového záření – délka laserového impulsu.

5.Pulsní laserová depozice, princip, výhody, nevýhody. Fokuzace laserového svazku (gausovský svazek, excimerový laser, divergence, minimální spot, fokuzační délka, kvalita a homogenita svazku).

6.Interakce laserového záření s terčem, modely, femtosekundová ablace. Transport částic z terče- plazmový obláček, Analýza a šíření plazmového obláčku (CCD kamera, umístění podložky, vliv tlaku, spotu). Analýza vlastností vrstev – rozdělení metod. Analýza vrstev pomocí XRD (Bragg Brentanno, rocking curve,..), FTIR, Raman, NMR.).

7.Optické metody pro charakterizaci vrstev (elipsometrie, transmise, optická propustnost a odrazivost, šířka zakázaného pásu, index lomu, mikroskopy, luminiscence).

8.Mechanismus růstu vrstev (Frank- van der Merve, Volmer Veber, Stranski- Krastanov), homoepitaxe, heteroepitaxe.

9.Hybridní laserové depoziční systémy (RF výboje, magnetron, ), gradientní a kompozitní vrstvy. MAPLE, organické vrstvy.

10.Lékařské aplikace laserových tenkých vrstev (vrstvy HA, DLC, pokrytí protéz, srdečních chlopní)

Osnova cvičení:

Osnova cvičení (bloková forma výuky po 4 vyučovacích hodinách):

1.Analýza vrstev - složení XPS, ESCA, AES, WDX, PIXE RBS, SIMS, NMR

2.Analýza vrstev - morfologie- SEM, AFM, STM, TEM, SNOM

Cíle studia:

Předmět je zaměřen na perspektivní technologie pro implantáty a biosenzory v lékařství. Cílem předmětu je seznámit se základními principy běžně používaných technologií pro implantáty a biosenzory. Předmět pokrývá metody výroby a vývoje, fyzikální vlastnosti a jejich měření, a metody aplikace v klinické praxi.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] D.B. Chrisey, G.K. Hubler: Pulsed laser Deposition of Thin Films, John Wiley, 1994.

[2] B.E.A. Saleh, M.C. Teich: Základy fotoniky, svazek 3, matfyzpress, Praha, 1995.

[3] M. Vrbová a kol.: Lasery a moderní optika: oborová encyklopedie, Prometheus, Praha, 1994.

[4] M. Jelínek: Pulsní laserová depozice tenkých vrstev v elektronice, doktorská disertační práce, Praha, 1999.

Doporučená literatura:

[1] M. Jelínek: Laserová depozice tenkých vrstev, Habilitační práce, Praha, 2005.

[2] M. Gricová: Metoda analýzy materiálu, skripta ČVUT FEL, 1992.

[3] J.C.Miller, R.F.Haglund: Laser deposition and desorption. Vol. 30, Experimental methods in the physical sciences, Academic Press

[4] Handbook of deposition technologies for films and coatings, second edition, Noyes publication, R.F. Bunshah - editor, 1994.

Poznámka:

Modul A

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: