Nanotechnologie v biomedicíně
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
F7PMLNTB | Z,ZK | 5 | 2P+1L | česky |
- Garant předmětu:
- Přednášející:
- Cvičící:
- Předmět zajišťuje:
- katedra biomedicínské informatiky
- Anotace:
- Požadavky:
-
Forma ověření studijních výsledků: cvičení: odevzdané výsledky cvičení, protokoly. Kontrolní testy.
zkouška: multiple choice test (30 otázek) z přednesených témat a témat probraných na cvičeních, součet bodů musí být víc nejméně 60 %, neúčast na určeném termínu omlouvají pouze závažné zdravotní komplikace doložené lékařským potvrzením. Další dozkoušení ústně.
Požadavky na studenta: 100 % účast na cvičeních, neúčast bude řešena seminární prací, kontroly znalostí před i během cvičení.
- Osnova přednášek:
-
1.Definice nanočástic a nanomateriálů, historie a perspektiva nanotechnologií a jejich medicínské aplikace. Nanomateriály v přírodě: Přírodní nanomateriály a jejich přehled. Biomimetické a přírodou inspirované materiály. Příklady vybraných přírodních nanomateriálů.
Cílené doručování léčiv.
2.Doručování léčiv: Způsoby podávání léků, klasické dopravovaní léčiv, kontrolované dopravovaní léčiv. Cílené doručování léčiv. Základní principy. Pasivní cílení (EPR efekt), aktivní cílení, cílení ligandů.
3.Požadavky na doručovací systém. Typy nanodoručovacích systémů: micely a dendrimery, liposomy, nanodiamantové částice, nabité polymery, biodegradabilní částice. Multifunkční nosiče léčiv.
4.Biologické procesy a události spojené s cíleným doručováním léčiv. Interakce nanočástice s buněčnou membráno. Endocytóza, Mechanizmus přijetí buňkou. Kvantifikace míry přijetí (uptake) cílovou buňkou. Biodegradace a vylučování nanočástic. Hodnocení bezpečnosti systémů pro doručování léčiv.
5.DNA nanotechnologie jako nástroj doručování léčiv – case study.
Diagnostika a zobrazování.
6.Nanobiosenzory: Definice a základní části biosenzorů. Principy detekce. Příklady (nano)biosenzorů. Biomimetické membrány v nanosenzorech.
7.Nanočástice jako kontrastní činidlo: Základné principy MRI kontrastních činidel, MRI kontrastní činidla založené na magnetických nanočásticích. Další typy nanočástic pro MRI kontrastní činidla. Zlaté nanočástice jako kontrastní činidla pro CT. Povrchové modifikace zlatých nanočástic a jejich využití pro In vivo a in vitro zobrazování.
8.Uhlíkové nanotechnologie – vlastnosti, příprava, využití jako biosenzorů a kontrastních látek.
9.Kvantové tečky (QD) a fluorescenční nanodiamantové částice (fNDP) pro dlouhodobé monitorování buněčných procesů. Příprava a fyzikální princip fluorescence nanočástic. Srovnávání nanočástic s konvenčními fluorescenčními značkami. Povrchová funkcionalizace. Biokompatibilita. Příklady aplikací.
Bezpečnost
10.Bezpečnost práce s nanomateriály: Zdravotní efekty, Prevence rizik, předpisy a normy, Čisté prostory: Účel čistých prostor, klasifikace čistoty dle ISO 14644-1 a US FED STD 209E. Techniky zajištění čistoty. Požadavky na práci v čistých prostorách.
11.Přehled nanotechnologických materiálu a produktů dostupných na trhu nebo ve fázi klinického testování.
- Osnova cvičení:
-
Témata laboratorních cvičení:
Téma laboratorních úloh bude přizpůsobeno současným trendům a bude sledovat osnovu přednášek.
Budou řešeny 2 laboratorní úlohy, každá s hodinovou dotací 6x2 hodiny:
•Sledování uvolnění léčiva z nanočástic do buňky.
•DNA nanotechnologie – design, sestavení, charakterizace systému.
1.–2. Princip úlohy, hledání vhodné literatury k tématu.
3.–4. Diskuse o literatuře a zhotovení protokolu experimentu.
5.–7. Provádění experimentu a zpracování dat (Sledování uvolnění léčiva z nanočástic do buňky).
8.–10. Provádění experimentu a zpracování dat (Srovnání vlastností různých typů nanočástic používaných v biologii a medicíně).
- Cíle studia:
- Studijní materiály:
-
Povinná literatura:
•SCHMOOL, David. Nanotechnologies: The Physics of Nanomaterials. Apple Academic Press Inc. 2020. ISBN: 978177188949.
•FOJTÍK, Anton. Nano - fascinující fenomén současnosti: nanočástice, nanostruktury a nanotechnologie - důmyslné formy hmoty: od objevu fenoménu po biomedicínské aplikace. 1. vyd. Praha: COMTES FHT, 2014, 288 s. ISBN 978-80-260-7135-8.
Doporučená:
•HOŠEK, Jan. Úvod do nanotechnologie. V Praze: České vysoké učení technické, 2010. ISBN 978-80-01-04555-8.
•FILIPOVÁ, Zuzana, Jana KUKUTSCHOVÁ a Miroslav MAŠLÁŇ. Rizika nanomateriálů. V Olomouci: Univerzita Palackého, 2012. ISBN 978-80-244-3201-4.
•RAMSDEN Jeremy. Nanotechnology: An Introduction. 2nd edition. Oxford: Elsevier, 2016. ISBN 9780323393119.
- Poznámka:
- Další informace:
- Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
- Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Navazující magisterský studijní program Biomedicínské laboratorní metody (povinný předmět)