- Nazwa przedmiotu:
- Polimery w medycynie i elektronice
- Koordynator przedmiotu:
- Dr hab. inż. Paweł G. Parzuchowski, prof. Irena Kulszewicz-Bajer, prof. Małgorzata Zagórska
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Technologia Chemiczna
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- -
- Semestr nominalny:
- 2 / rok ak. 2020/2021
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. godziny kontaktowe 30h, w tym:
a) obecność na wykładach – 15h,
b) obecność na seminariach – 15h,
2. zapoznanie się ze wskazaną literaturą – 30h
3. przygotowanie i wygłoszenie prezentacji – 15h
4. przygotowanie do egzaminu i obecność na egzaminie – 30h
Razem nakład pracy studenta: 30h + 30h + 15h + 30h = 105h, co odpowiada 4 punktom ECTS.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1. obecność na wykładach – 15h,
2. obecność na seminariach – 15h,
Razem: 15h + 15h = 30h, co odpowiada 1 punktowi ECTS.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- Planowane zajęcia nie mają charakteru praktycznego (0 punktów ECTS).
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt15h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Wykłady dotyczące fizykochemii polimerów (sem. I), i chemii polimerów (sem.
I)
- Limit liczby studentów:
- -
- Cel przedmiotu:
- Celem zajęć jest zapoznanie studentów z materiałami polimerowymi
stosowanymi do celów biomedycznych. Materiały te zostaną scharakteryzowane
pod względem właściwości mechanicznych i powierzchniowych, biozgodności
oraz podatności na degradację w środowisku biologicznym. Podane będą
najważniejsze obszary stosowania tych materiałów i wymagania co do ich
właściwości. Wykład zawierał będzie informacje dotyczące technologii
produkcji polimerów i ich przetwórstwa związanego z konkretnymi aplikacjami.
W ramach przedmiotu student zostanie zapoznany z materiałami organicznymi
(polimerami i związkami małocząsteczkowymi) stosowanymi w elektronice.
Poznanie metod otrzymywanie polimerów półprzewodnikowych i
przewodzących, ich badania oraz zastosowania w urządzeniach elektronicznych
i optoelektronicznych.
- Treści kształcenia:
- 1. Charakterystyka polimerów
a) masa molowa i rozrzut mas molowych
b) krystaliczność i amorficzność
c) taktyczność
d) homopolimery i kopolimery
e) polimery liniowe i usieciowane, dendrymery i polimery
hiperrozgałęzione
f) hydrożele
g) biologicznie funkcjonalne polimery (metody immobilizacji)
2. Przegląd ważniejszych polimerów stosowanych w medycynie
a) Poliolefiny (UHMWPE), poliamidy, poliuretany, poli(cyjanoakrylany),
BisGMA, wielofunkcyjne (met)akrylany, polisiloksany
b) Polimery biodegradowalne: polikaprolakton, polilaktydy, poliestry,
polibezwodniki, poliortoestry, poliaminokwasy, polifosfazeny, kolagen,
chitozan, celuloza bakteryjna
c) Polimery czułe na bodźce zewnętrzne (pH, siła jonowa, temperatura,
(pamięć kształtu))
d) Polimery z immobilizowanymi liposomami – dedykowane uwalnianie
leków
e) Polimery w biochromatografii
f) „Imprinting polymers” – bioseparacja
g) Immobilizacja enzymów na polimerach
h) Kompozyty polimerowe (włókno węglowe, napełniacze ceramiczne)
3. Właściwości polimerów i metody ich badań
a) Właściwości mechaniczne
b) Charakteryzacja powierzchni
c) Biozgodność polimerów
4. Zachowanie biomateriałów w środowisku biologicznym
a) Chemiczna i biochemiczna degradacja polimerów
b) Degradacja hydrolityczna (struktura polimerów ulegających hydrolizie)
c) Degradacja ważniejszych polimerów biomedycznych: poliestry,
poli(estro-uretany), poli(etero-uretany), poli(węglano-uretany),
poliamidy, poli(alkilo-cyjanoakrylany), polisacharydy
d) Biodegradacja utleniająca
e) Spadek wytrzymałości polimerów w środowisku biologicznym
f) Biozgodność z krwią i kalcyfikacja
5. Zastosowania polimerów w medycynie i dentystyce
a) Zastawki serca
b) Przeszczepy naczyń krwionośnych
c) Kontrolowane dozowanie leków z udziałem polimerów
d) Stenty
e) Katetery i kaniule
f) Rozruszniki serca
g) Sztuczne serce
h) Sztuczne preparaty zastępujące krew
i) Atrombogenne powierzchnie polimerów (ATIII, heparyna)
j) Dializery
k) Implanty i wypełnienia zębowe (Bis-GMA), szkło-jonomery
l) Kleje do tkanek (cyjanoakrylany)
m) Szkła kontaktowe (miękkie i twarde), sztuczne rogówki
n) Polimery w systemach kontrolowanego dozowania leków
o) Nici chirurgiczne
p) Opatrunki na oparzenia (chitozan)
Druga część przedmiotu:
1. Synteza związków małocząsteczkowych o specjalnych właściwościach
elektronowych przy zastosowaniu strategii „bloków budulcowych”
metody określania właściwości transportu elektrycznego, właściwości
optycznych’
mechanizmy samoorganizacji
nowoczesne techniki przetwarzania tych materiałów
2. Synteza elektroaktywnych związków wielkocząsteczkowych
polimeryzacja typu utleniającego (elektrochemiczna i chemiczna)
polikondensacja (reakcje Suzuki, Stille’a, Buchwalda-Hartwiga,
bezpośrednie arylowanie)
funkcjonalizacja pre- i post-polimeryzacyjna
3. Spektroskopowe i elektrochemiczne metody badań materiałów organicznych
woltamperometria cykliczna
spektroskopia UV-Vis-NIR
spektroskopie oscylacyjne
określenie parametrów półprzewodnikowych na podstawie pomiarów
elektrochemicznych i spektroskopowych
4. Zastosowanie organicznych materiałów półprzewodnikowych w urządzeniach
elektronicznych i optoelektronicznych
diody elektroluminescencyjne
urządzenia fotowoltaiczne
tranzystory polowe
druty molekularne
- Metody oceny:
- Zaliczenie
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. M. Blicharski, Wstęp do inżynierii materiałowej, WNT, Warszawa 2003
2. H. Saechtling, Tworzywa sztuczne – poradnik, WNT,1995
3. D. Żuchowska, Polimery konstrukcyjne WNT, 2000.
4. red. Buddy D. Ratner “Biomaterials Science, an Introduction to Materials in
Medicine”, and Allan S. Hoffman, Academic Press, London, 1996.
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- -
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka W01
- zna najważniejsze grupy materiałów biomedycznych i najważniejsze obszary ich zastosowań.
Weryfikacja: egzamin, wygłoszenie prezentacji
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W06, K_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka W02
- posiada wiedzę o właściwości mechanicznych i powierzchniowych materiałów biomedycznych, ich biozgodności oraz podatności na degradację w środowisku biologicznym
Weryfikacja: egzamin, wygłoszenie prezentacji
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W03, K_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka U01
- W oparciu o wiedzę ogólną wyjaśnia podstawowe zjawiska związane z istotnymi procesami zachodzącymi w materiale podczas kontaktu z organizmem
Weryfikacja: egzamin, wygłoszenie prezentacji
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U11
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka U02
- Potrafi przygotować i przedstawić ustną prezentację w języku polskim dotyczącą szczegółowych zagadnień z zakresu studiowanego materiału
Weryfikacja: egzamin, wygłoszenie prezentacji
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U01, K_U03, K_U06, K_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka K01
- Ma świadomość potrzeby przestrzegania zasad etyki zawodowej, bioetyki i poszanowania prawa, w tym praw autorskich
Weryfikacja: egzamin, wygłoszenie prezentacji
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe: