Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Biomateriały i Kompozyty
Course of study:
2018/2019
Code:
CIM-2-208-BK-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Biomateriały i kompozyty
Field of study:
Materials Science
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Pamuła Elżbieta (epamula@agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. dr hab. inż. Błażewicz Stanisław (blazew@agh.edu.pl)
dr inż. Gumuła Teresa (tgumula@agh.edu.pl)
prof. dr hab. inż. Pamuła Elżbieta (epamula@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Szaraniec Barbara (szaran@agh.edu.pl)
dr inż. Morawska-Chochół Anna (morawska@agh.edu.pl)
dr inż. Krok-Borkowicz Małgorzata (krok@agh.edu.pl)
dr inż. Szatkowski Piotr (pszatko@agh.edu.pl)
Module summary

Studenci zdobywają szczegółową wiedzę w zakresie metod otrzymywania, kształtowania właściwości oraz praktycznego wykorzystania biomateriałów w medycynie i kompozytów w różnych gałęziach przemysłu.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 potrafi współpracować w grupie i przekazywać informacje dotyczące inżynierii biomateriałów i technologii kompozytów w sposób powszechnie zrozumiały IM2A_K02 Presentation
M_K002 ma świadomość roli inżynierii biomateriałów i technologii kompozytów we współczesnej gospodarce IM2A_K06 Oral answer
Skills
M_U001 potrafi zaproponować sposób wytwarzania i/lub modyfikacji powierzchni biomateriałów IM2A_U06 Report
M_U002 zna podstawowe metody badań właściwości biomateriałów i materiałów kompozytowych IM2A_U06 Report
M_U003 potrafi zaproponować metody badawcze i urządzenia charakteryzujące najważniejsze parametry biomateriałów i kompozytów IM2A_U06 Report
Knowledge
M_W001 posiada szczegółową wiedzę dotyczącą metod otrzymywania materiałów dla medycyny IM2A_W03, IM2A_W07 Test
M_W002 zna metody wytwarzania i charakteryzowania właściwości materiałów kompozytowych IM2A_W06 Test
M_W003 posiada wiedzę na temat mechanizmów degradacji materiałów IM2A_W03 Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 potrafi współpracować w grupie i przekazywać informacje dotyczące inżynierii biomateriałów i technologii kompozytów w sposób powszechnie zrozumiały - - + - - + - - - - -
M_K002 ma świadomość roli inżynierii biomateriałów i technologii kompozytów we współczesnej gospodarce - - - - - + - - - - -
Skills
M_U001 potrafi zaproponować sposób wytwarzania i/lub modyfikacji powierzchni biomateriałów - - + - - + - - - - -
M_U002 zna podstawowe metody badań właściwości biomateriałów i materiałów kompozytowych - - + - - - - - - - -
M_U003 potrafi zaproponować metody badawcze i urządzenia charakteryzujące najważniejsze parametry biomateriałów i kompozytów - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 posiada szczegółową wiedzę dotyczącą metod otrzymywania materiałów dla medycyny + - - - - - - - - - -
M_W002 zna metody wytwarzania i charakteryzowania właściwości materiałów kompozytowych + - - - - - - - - - -
M_W003 posiada wiedzę na temat mechanizmów degradacji materiałów + - - - - + - - - - -
Module content
Lectures:

1. Wprowadzenie do nauki o biomateriałach, podstawowe definicje, cztery generacje biomateriałów, zasady projektowania biomateriałów, wyroby medyczne
2. Oddziaływanie biomateriał-komórka: rola wody i zaadsorbowanych białek i innych biomolekuł; materiały sprzyjające lub przeciwdziałające adhezji białek i innych biomolekuł
3. Reakcja organizmu na biomateriały: koagulacja krwi i oddziaływanie krew-materiał; materiały atrombogenne
4. Reakcja organizmu na biomateriały: stan zapalny, gojenie, reakcja typu około ciała obcego, reakcja immunologiczna
5. Biofilmy bakteryjne i infekcje związane z biomateriałami, strategie projektowania biomateriałów przeciwdziałających infekcjom i tworzeniu biofilmów
6. Biologiczna ocena wyrobów medycznych (badania in vitro)
7. Biologiczna ocena wyrobów medycznych (badania doświadczalne na zwierzętach)
8. Badania kliniczne i aspekty prawne związane z wprowadzaniem wyrobów medycznych na rynek
9. Metody sterylizacji wyrobów medycznych
10. Wybrane zagadnienia projektowania i mikromechaniki materiałów kompozytowych włóknistych
11. Wybrane zagadnienia obliczeniowe w technologii nanokompozytów polimerowych
12. Metody wytwarzania materiałów kompozytowych z osnowami polimerowymi – wybrane problemy
13. Recykling materiałów kompozytowych
14. Zastosowanie materiałów kompozytowych w budownictwie
15. Przemysł i rynek pracy w Polsce i na świecie w zakresie materiałów kompozytowych

Laboratory classes:

1. Badania biomateriałów w warunkach in vitro z wykorzystaniem kultur komórkowych (cytotoksyczność, adhezja, proliferacja, żywotność, metabolizm, czynniki sekrecyjne)
2. Badanie właściwości nici chirurgicznych i ocena ich zachowania się w warunkach in vitro
3. Ocena budowy chemicznej protez więzadeł i ścięgien oraz ich zachowania się w płynach fizjologicznych
4. Badanie materiałów opatrunkowych w warunkach in vitro
5. Badanie procesu pełzania polimerów i kompozytów o osnowie polimerowej
6. Płytki oraz stabilizatory zewnętrzne przeznaczone do zespalania odłamów kostnych – analiza materiałowa
7. Modelowanie endoprotez stawu biodrowego
8. Badanie właściwości mechanicznych betonów wzmacnianych laminatami
9. Porowate kompozyty polimerowo-ceramiczne otrzymywane metodą liofilizacji

Seminar classes:

Metody badań powierzchni biomateriałów. Dobór, wytwarzanie i modyfikacja właściwości materiałów przeznaczonych dla medycyny. Kształtowanie struktury i właściwości biomateriałów na poziomie nano-, mikro- i makroskopowym i ich wpływ na procesy biologiczne i biozgodność. Fizykochemiczne metody modyfikacji powierzchni biomateriałów (tekstura, budowa chemiczna). Aktywacja biologiczna biomateriałów. Mechanizmy degradacji biomateriałów.
Charakterystyka kompozytowych grup materiałowych. Metody formowania polimerowych materiałów kompozytowych. Szybkie prototypowanie z wykorzystaniem materiałów polimerowych i kompozytowych – drukowanie 3D. Metody badań wybranych właściwości użytkowych materiałów kompozytowych.
Recykling polimerowych materiałów kompozytowych. Projektowanie i wprowadzanie wyrobów kompozytowych na rynek (od skali laboratoryjnej po skalę przemysłową). Obieg dokumentów towarzyszący pracy inżyniera.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 229 h
Module ECTS credits 9 ECTS
Participation in lectures 30 h
Participation in laboratory classes 69 h
Participation in seminar classes 30 h
Preparation for classes 30 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 40 h
Realization of independently performed tasks 30 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena z zajęć laboratoryjnych (33,3%), ocena z zajęć seminaryjnych (33,3%), ocena z egzaminu (33,3%)

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość języka angielskiego na poziomie umożliwiającym zrozumienie treści artykułów naukowych z zakresu biomateriałów i kompozytów; obsługa komputera; umiejętność przygotowywania sprawozdań i przygotowywania prezentacji multimedialnych.

Recommended literature and teaching resources:

1. Biomateriały, Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna pod red. M. Nałęcz, tom 4 pod red. S Błażewicz, L. Stoch, wydawnictwo EXIT Warszawa 2003
2. Leszek A. Dobrzański, Materiały Inżynierskie i Projektowanie Materiałowe, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2006
3. A. Boczkowska, J. Kapuściński, K. Puciłowski, S. Wojciechowski, Kompozyty, Wyd. Politechnika Warszawska, 2000

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. E. Pamuła, L. Bacakova, E. Filova, J. Buczyńska, P. Dobrzyński, L, Noskowa, L. Grausova, The influence of pore size on colonization of poly(L-lactide-glycolide) scaffolds with human osteoblast-like MG 63 cells in vitro, Journal of Materials Science: Materials in Medicine 19(1), 2008, 425-35.
2. E. Pamuła, P. Dobrzyński, B. Szot, M. Krętek, J. Krawciów, B. Płytycz, M. Chadzińska, Cytocomaptibility of aliphatic polyesters – in vitro study on fibroblasts and macrophages, Journal of Biomedical Materials Research A 87(2) 2008, 524-535.
3. T. Douglas, E. Pamula, D. Hauk, J. Wiltfang, S. Sivananthan, E. Sherry, P.H. Warnke, Porous polymer/hydroxyapatite scaffolds: characterization and biocompatibility investigations, Journal of Materials Science: Materials in Medicine 20, 2009, 1909-15.
4. D. Mikociak, S. Blazewicz, J. Michalowski, Biological and Mechanical Properties of Nanohydroxyapatite-Containing Carbon/Carbon Composites International Journal of Applied Ceramic Technology 9, 2012, 468-478.
5. A. Morawska-Chochol, P. Domalik-Pyzik, J. Chlopek, B. Szaraniec, J. Sterna, M. Rzewuska, M. Bogun, R. Kucharski, P. Mielczarek, Gentamicin release from biodegradable poly-L-lactide based composites for novel intramedullary nails, Materials Science & Engineering C – Materials for Biological Applications 45, 2014,15-20.
6.T. Gumula, A. Rudawski, J. Michalowski, S. Blazewicz, Fatigue behavior and oxidation resistance of carbon/ceramic composites reinforced with continuous carbon fibers, Ceramics International 41, 2015,7381-7386.

Additional information:

Brak