1. Úvod - Co je Bioinženýrství? Biomedicínské inženýrství - Inženýrství v moderní medicíně, vysvětlení šíře bioinženýrství, objasnění pojmů a základní dělení. 2. Bioinženýrství jako "napodobování" přírody - biomimetické principy. 3. Bioinženýrství - materiály pro biomedicínské aplikace, definice biomateriálů, biokompatibilita, biodegradabilita atd., stručná historie biomateriálů. 4. Struktura pevných látek - struktura materiálů obecně, vazby, krystalická struktura, strukturní hierarchie - mikrostruktura. 5. Biomolekulární principy - význam vody, význam pH, význam lipidů, význam makromolekul, biochemická energetika. 6. Charakterizace materiálů I - mechanické vlastnosti, termické vlastnosti, fázové diagramy, povrchové charakteristiky a adheze). 7. Charakterizace materiálů II - elektrické vlastnosti, optické vlastnosti, hustota, porozita, difuze. 8. Kovové biomateriály - nerezová ocel, titan, slitiny, problémy koroze. 9. Keramické biomateriály - struktura a vlastnosti, oxidy hliníku, oxidy zirkonu, kalcium fosfát, sklokeramika, uhlíkové materiály. 10. Polymerní biomateriály - základy polymerizace a vlastnosti polymerů, efekt strukturních modifikací a teploty, přírodní a syntetické polymery pro biomateriály. 11. Kompozity jako biomateriály - struktura, mechanické vlastnosti, aplikace, biokompatibilita. 12. Povrchové úpravy materiálů pro medicínské aplikace. 13. Reakce tkání na implantáty (biomateriály) - normální hojení, odpověď organismu na implantát, krevní kompatibilita, karcinogenita. 14. Bioinženýrství v medicínských aplikacích - úvod do drug delivery systémů, tkáňového inženýrství, nanobiotechnologie a krytů ran; principy, historie, příklady používaných materiálů a jejich testování, výzvy v napodobování přírody, příklady používaných materiálů a jejich testování. Cvičení: Laboratorní cvičení jsou zaměřena na praktické procvičení a ověření znalostí získaných v průběhu přednášek a studia doporučené literatury. Budou představeny a testovány jednoduché biomimetické materiály napodobující zajímavé přírodní materiály (například lotosový list, žraločí kůže, motýlí křídla, kosti atd.) například pomocí SEM. Ve cvičeních budou představovány základní materiálové charakteristiky z inženýrského pohledu a budou prováděny základní pokusy pro uvedení studentů do problematiky materiálového inženýrství (délka vazby, molekulová hmotnost, polydisperzita, hustota, viskozita, polydisperzita, skupenství, fázové diagramy, Hookův zákon, pružné deformace, tepelná roztažnost, tření, kapilarita, tlak v kapalinách, anomálie vody, elektrické vlastnosti atd.).
|