- Nazwa przedmiotu:
- Metody inżynierskie w zagadnieniach fizjologii
- Koordynator przedmiotu:
- prof. nzw. dr hab. inż. Tomasz Sosnowski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Inzynieria Chemiczna i Procesowa
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- IC.MBI105
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2017/2018
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów 30
2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji 4
3. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach zaliczeń i egzaminów 5
4. Przygotowanie do zajęć (studiowanie literatury, odrabianie prac domowych itp.) 5
5. Zbieranie informacji, opracowanie wyników 5
6. Przygotowanie sprawozdania, prezentacji, raportu, dyskusji -
7. Nauka samodzielna – przygotowanie do zaliczenia/kolokwium/egzaminu 6
Sumaryczne obciążenie studenta pracą 55 godz.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1,3 ECTS
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Limit liczby studentów:
- 60
- Cel przedmiotu:
- 1 Celem wykładu jest zapoznanie studentów z metodami ilościowymi służącymi do analizy procesów fizjologicznych.
2 Przedstawienie zagadnień transportu pędu w organizmie ludzkim.
3 Omówienie zagadnienia wymiany energii i masy w organizmie ludzkim.
4 Przedyskutowanie wybranych zastosowań inżynierii chemicznej w optymalizacji układów podawania leków i sztucznych narządach.
- Treści kształcenia:
- Wykład:
1. Ilościowa analiza funkcjonowania organizmu ludzkiego – rozważenie różnych koncepcji: organizm jako złożony układ procesowy; zestaw parametrów standardowych ("standard man"); podejście ilościowe w oparciu o zasady bilansowania; dekompozycja organizmu na podukłady bilansowe: schematy blokowe, modele kompartmentowe, modele regionalne (krew/tkanka). Elementy farmakodynamiki.
2. Omówienie zagadnień dotyczących ruchu ciepła w organizmie i wymiany ciepła z otoczeniem. Bilans energetyczny organizmu.
3. Hydrodynamika układu krwionośnego: charakterystyka fizykochemiczna i reologiczna krwi. Omówienie zagadnień dotyczących przepływu w naczyniach krwionośnych i krążenia pozaustrojowego.
4. Struktura geometryczna układu oddechowego. Przedstawienie mechaniki płuc i wentylacji oraz omówienie parametrów oddechowych i wymiany gazowej w płucach - podejście inżynierskie.
5. Przykłady rozwiązań równania przepływu gazu w drzewie oskrzelowym. Mechanizmy depozycji i kliransu cząstek aerozolowych.
6. Dynamika surfaktantu płucnego i efekty kapilarne w układzie oddechowym oraz wpływ na mechanikę oddychania i klirans. Przedstawienie wpływu czynników wziewnych na zaburzenia funkcji surfaktantu.
7. Inhalatory, aerozole medyczne i techniczne problemy aerozoloterapii. Standardowe metody pomiaru cząstek aerozolowych (zalecenia Farmakopei, FDA i EMA) – dodatkowo: demonstracja metod pomiarów w laboratorium.
8. Procesy permeacyjne w organizmie i ich realizacja w sztucznych narządach (sztuczna nerka, sztuczna wątroba).
- Metody oceny:
- Egzamin pisemny.
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- Podstawowa:
1. D.O. Cooney, Biomedical engineering principles: an introduction to fluid, heat and mass transport processes, Marcel Dekker
Inc., NY-Basel, 1976.
2. T. Sosnowski, Aerozole wziewne i inhalatory (wyd.2 – seria: Inżynieria Procesów Biomedycznych), IChiP PW, Warszawa,
2012.
3. A. Moskal, A. Penconek, Przepływy w organizmie człowieka: wstęp do biomechaniki płynów (seria: Inżynieria Procesów
Biomedycznych), IChiP PW, Warszawa, 2012.
Uzupełniająca:
1. G. Pawlicki, Podstawy inżynierii medycznej, OWPW, Warszawa, 1997.
- Witryna www przedmiotu:
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt W1
- Ma wiedzę niezbędną do zrozumienia mechanizmów fizykochemicznych wybranych procesów fizjologicznych, systemów podawania leków oraz sztucznych narządów
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W04, K_W07, K_W12
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W02, T2A_W03, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07, T2A_W05
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt U1
- Potrafi ocenić i dobrać odpowiednie rozwiązania techniczne w zakresie dostarczania leków i
zastosowania sztucznych narządów
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U11, K_U17
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U09, T2A_U18
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Efekt KS1
- Potrafi przekazać informacje o nowoczesnych zastosowaniach inżynierii chemicznej i procesowej
do rozwiązywania problemów z obszaru fizjologii w sposób zrozumiały
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane efekty kierunkowe:
K_K05
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_K07