Nazwa przedmiotu:
Metody inżynierskie w zagadnieniach fizjologii
Koordynator przedmiotu:
prof. dr hab. inż. Tomasz Sosnowski
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Inzynieria Chemiczna i Procesowa
Grupa przedmiotów:
obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1070-ICBIN-MSP-110
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
1
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów 15 2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji, egzaminów, sprawdzianów etc. 9 3. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do zajęć oraz opracowania sprawozdań, projektów, prezentacji, raportów, prac domowych etc. 10 4. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do egzaminu, sprawdzianu, zaliczenia etc. 6 Sumaryczny nakład pracy studenta 40
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
-
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
-
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
brak
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:
1. sprawdzian pisemny
Egzamin:
nie
Literatura:
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. 4. G. Pawlicki, Podstawy inżynierii medycznej, OWPW, Warszawa, 1997.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
Wykład odbywa się w wymiarze jednej godziny tygodniowo przez jeden semestr. Sposobem weryfikacji osiągania efektów uczenia się jest pisemne kolokwium zaliczeniowe odbywające się na ostatnich zajęciach w semestrze, z możliwością poprawy ustnej, jeśli wynik jest niższy maksymalnie o 1 pkt od progu punktowego zaliczenia. Podczas zaliczenia student może korzystać z kalkulatora. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnej oceny z pisemnego kolokwium końcowego. Ocenę końcową z przedmiotu Metody inżynierskie w zagadnieniach fizjologii ustala się na podstawie wyniku punktowego pisemnego kolokwium zaliczeniowego stosując skalę: < 10 pkt – 2; 10-11 pkt – 3; 12-13 pkt – 3,5; 14-16 pkt – 4; 17-19 pkt – 4,5; 20-21 pkt – 5. Możliwość poprawy ustnej dla osób, które uzyskały min. 9 pkt. W przypadku nieuzyskania zaliczenia przedmiotu konieczne jest jego powtórzenie w kolejnym cyklu realizacji zajęć.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
Ma wiedzę niezbędną do zrozumienia mechanizmów fizykochemicznych wybranych procesów fizjologicznych, systemów podawania leków oraz sztucznych narządów
Weryfikacja: sprawdzian pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_W03, K2_W04, K2_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o, III.P7S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
Potrafi ocenić i dobrać odpowiednie rozwiązania techniczne w zakresie dostarczania leków i zastosowania sztucznych narządów.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U17
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, III.P7S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka KS1
Potrafi przekazać informacje o nowoczesnych zastosowaniach inżynierii chemicznej i procesowej do rozwiązywania problemów z obszaru fizjologii w sposób zrozumiały.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_KO, I.P6S_KR, P6U_K