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. 2015/2016
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

Efekt W01
zna najważniejsze grupy materiałów biomedycznych i najważniejsze obszary ich zastosowań.
Weryfikacja: egzamin, wygłoszenie prezentacji
Powiązane efekty kierunkowe: K_W06, K_W09
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W04, T2A_W02
Efekt W02
posiada wiedzę o właściwości mechanicznych i powierzchniowych materiałów biomedycznych, ich biozgodności oraz podatności na degradację w środowisku biologicznym
Weryfikacja: egzamin, wygłoszenie prezentacji
Powiązane efekty kierunkowe: K_W03, K_W09
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W02, T2A_W02

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt 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 efekty kierunkowe: K_U11
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U13, T2A_U14, T2A_U15, T2A_U19
Efekt U02
Potrafi przygotować i przedstawić ustną prezentację w języku polskim dotyczącą szczegółowych zagadnień z zakresu studiowanego materiału
Weryfikacja: egzamin, wygłoszenie prezentacji
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01, K_U03, K_U06, K_U09
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U05, T2A_U03, T2A_U06, T2A_U07, T2A_U08, InzA_U02

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt K01
Ma świadomość potrzeby przestrzegania zasad etyki zawodowej, bioetyki i poszanowania prawa, w tym praw autorskich
Weryfikacja: egzamin, wygłoszenie prezentacji
Powiązane efekty kierunkowe: K_K01
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K01