Nazwa przedmiotu:
Metody inżynierskie w wybranych zagadnieniach fizjologii
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw. dr hab. inż. Tomasz Sosnowski
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Biotechnologia
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
brak
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2020/2021
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 10 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 0 7. Nauka samodzielna – przygotowanie do zaliczenia/kolokwium/egzaminu 5 Sumaryczne obciążenie studenta pracą 60 godz. Liczba punktów ECTS w tym liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym 2
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów 30 2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji 10 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 0 7. Nauka samodzielna – przygotowanie do zaliczenia/kolokwium/egzaminu 5 Sumaryczne obciążenie studenta pracą 60 godz. Liczba punktów ECTS w tym liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym 2
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:
I.1 Znajomość materiału z chemii fizycznej, I.2 Znajomość kinetyki procesowej i procesów podstawowych na poziomie wykładu inżynieria chemiczna i procesowa.
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
II.1 Przedmiot obejmuje zastosowania metod ilościowych do analizy procesów fizjologicznych, II.2 Zagadnienia transportu pędu w organizmie ludzkim, II.3 Zagadnienia wymiany energii i masy w organizmie ludzkim, II.4 Wybrane zastosowania inżynierii chemicznej w optymalizacji układów podawania leków i sztucznych narządach.
Treści kształcenia:
1. Ogólne zasady podejścia do ilościowej analizy funkcjonowania organizmu ludzkiego: organizm jako złożony układ procesowy; podejście ilościowe w oparciu o zasady bilansowania; zestaw parametrów standardowych ("standard man"); dekompozycja organizmu na podukłady bilansowe: schematy blokowe, modele kompartmentowe i ich zastosowanie, modele regionalne (krew/tkanka). Elementy farmakodynamiki. 2. Zagadnienia ruchu ciepła w organizmie i wymiana ciepła z otoczeniem. Bilans energetyczny organizmu. 3. Hydrodynamika układu krwionośnego: charakterystyka fizykochemiczna i reologiczna krwi; zagadnienia przepływu w naczyniach krwionośnych, zagadnienia krążenia pozaustrojowego 4. Struktura geometryczna układu oddechowego, mechanika płuc i wentylacji, parametry oddechowe i wymiana gazowa w płucach - podejście procesowe 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. Wpływ na mechanikę oddychania i klirans. Zaburzenia funkcji surfaktantu przez czynniki wziewne. 7. Aerozole medyczne i techniczne problemy aerozoloterapii, inhalatory, 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:
Zaliczenie pisemne
Egzamin:
nie
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), WIChiP PW, Warszawa, 2012 3. A. Moskal, A. Penconek, Przepływy w organizmie człowieka: wstęp do biomechaniki płynów (seria: Inżynieria Procesów Biomedycznych), WIChiP PW, Warszawa, 2012 Uzupełniająca 1. G. Pawlicki, Podstawy inżynierii medycznej, OWPW, Warszawa, 1997
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01
Ma wiedzę niezbędną do zrozumienia mechanizmów fizykochemicznych wybranych procesów fizjologicznych, systemów podawania leków oraz sztucznych narządów
Weryfikacja: Zaliczenie pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W04, K_W07, K_U12
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01
Potrafi ocenić i dobrać odpowiednie rozwiązania techniczne w zakresie dostarczania leków i zastosowania sztucznych narządów
Weryfikacja: Zaliczenie pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U11, K_U17
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K01
Potrafi przekazać informacje o nowoczesnych zastosowaniach nauk inżynierskich do rozwiązywania problemów z obszaru fizjologii w sposób zrozumiały
Weryfikacja: Zaliczenie pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K01, K_K02
Powiązane charakterystyki obszarowe: