Materiały dla potrzeb nowoczesnej implantologii spersonalizowanej 0600-S2-CM-MNiS

Przedmiot obejmuje dziesięciogodzinny wykład oraz trzydziestogodzinne laboratorium. W trakcie wykładu przedstawione zostaną pojęcia i definicje związane z implantologią i medycyną regeneracyjną. Poruszone zostaną tematy związane z nowoczesnymi trendami w implantologii, w tym z personalizacją implantów przy użyciu metod przyrostowych („druk 3D”), takich jak selektywne spiekanie laserowe – SLS, selektywne stapianie laserowe – SLM oraz tradycyjnych – frezowanie, przy użyciu proszków metalicznych, kompozytów i polimerów. Omówione zostaną materiały, biomateriały i nanomateriały na potrzeby implantologii ortopedycznej i chirurgii szczękowo-twarzowej, stomatologicznej, implantologii kardiologicznej, kardiochirurgicznej, urologicznej oraz implantologii neurologicznej i neurochirurgicznej.
W trakcie zajęć laboratoryjnych przeprowadzonych zostanie 5 ćwiczeń sześciogodzinnych, obejmujących zagadnienia związane z:
analizą składu, struktury i morfologii implantów tytanowych i ze stopu tytanowego wyprodukowanych różnymi metodami (SLS, SLM, frezowanie), modyfikacją powierzchni implantów ze stopów tytanowych przy użyciu metod elektrochemicznego utleniania (wytwarzanie nanorurek ditlenku tytanu) i katodowej elektrodepozycji (wytwarzania powłoki hydroksyapatytu) oraz wzbogacaniem powierzchni implantów ze stopów tytanowych nanocząstkami metalicznymi i tlenkowymi przy wykorzystaniu metody chemicznego osadzania z fazy gazowej oraz metody wzrostu warstwy atomowej.
W ramach prac laboratoryjnych studenci zostaną zapoznani z metodami pomiaru aktywności biologicznej powierzchni implantów ze stopów tytanu, niemodyfikowanych i modyfikowanych powierzchniowo (biozgodność, biokompatybilność, przeciwbakteryjność) oraz z analizą ich właściwości mechanicznych, zwilżalnością i aktywnością fotokatalityczną. Dodatkowym atutem będzie analiza przypadku spółki akademickiej Nano-implant, w celu zapoznania się z technologią wydruku 3D spersonalizowanego implantu (prototypowanie, wydruk modelu polimerowego, wydruk w metalu).

Całkowity nakład pracy studenta

Udział w wykładzie - 10h Udział w laboratorium - 30h Udział w konsultacjach - 25h Praca własna - 35h Całkowity nakład pracy studenta: 100h (4 pkt ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W1: posiada rozszerzoną wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii materiałów i nanomateriałów, jej rozwoju i znaczenia dla postępu nauk ścisłych i przyrodniczych oraz poznania świata i rozwoju ludzkości – K_W01; W2: posiada wiedzę w zakresie metod analizy struktury, morfologii i właściwości biologicznych materiałów i nanomateriałów - K_W01 W3: posiada wiedzę w zakresie syntezy i charakterystyki powłok/cienkich filmów tlenkowych i metalicznych na powierzchniach metalowych i ze stopów metali – K_W03; W4: posiada wiedzę na temat trendów w wytwarzaniu nowoczesnych materiałów na potrzebny nowoczesnej implantologii - K_W04 W5: posiada wiedzę na temat procedur wprowadzania produktu medycznego na rynek (konieczność wykonania badań klinicznych i certyfikacji) - K_W02

Efekty uczenia się - umiejętności

U1: potrafi korzystać z rozszerzonej wiedzy z zakresu chemii nieorganicznej, organicznej, chemii materiałów i biomateriałów oraz twórczo wykorzystać ją w zakresie chemii biomedycznej - K_U01 U2: potrafi samodzielnie zaplanować syntezę materiału o pożądanej strukturze, morfologii i optymalnych właściwościach biologicznych dla celów aplikacyjnych w implantologii - K_U05; U3: potrafi samodzielnie wyszukać informacje w czasopismach naukowych i popularnonaukowych oraz chemicznych bazach danych w języku polskim, angielskim; formułuje problemy naukowe z zakresu chemii, szuka ich rozwiązania, przedstawia wyniki pracy w formie raportów pisemnych w języku polskim i obcym oraz w formie samodzielnie przygotowanego referatu – K_U05;

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego uczenia się przez całe życie; potrafi samodzielnie podjąć działania w celu poszerzania i pogłębiania wiedzy chemicznej - K_K01 K2: potrafi współdziałać w zespole (przyjmując w nim różne role) i kreatywnie rozwiązywać problemy dotyczące badań naukowych oraz syntezy chemicznej - K_K02 K3: jest gotów do pełnienia roli zawodowej z uwzględnieniem zmieniających się potrzeb społecznych - K_K03

Metody dydaktyczne

Wykład: Wykład połączony z dyskusją, wspomagany metodami audio-wizualnymi Laboratorium: Wykonywanie zaplanowanych ćwiczeń laboratoryjnych, dyskusja, praca samodzielna.

Metody dydaktyczne podające

- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład problemowy

Metody dydaktyczne poszukujące

- laboratoryjna

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

Podstawowa wiedza z zakresu chemii medycznej, chemii materiałów, chemii biomateriałów, chemii nieorganicznej i analitycznej, chemii organicznej i chemii fizycznej.

Koordynatorzy przedmiotu

Aleksandra Radtke

Kryteria oceniania

Wykład - egzamin pisemny
Ocenie podlega sprawdzenie wiedzy oraz umiejętności poprzez egzamin pisemny - test - z zakresu wymienionych efektów kształcenia: W1, W2, W3, W4, W5, U1, U2, U3.

Laboratorium - suma punktów zgromadzonych w trakcie wykonywania 5 ćwiczeń laboratoryjnych; oceniane są raporty z zajęć zawierające poza opisem doświadczenia także referat teoretyczny na zadany przez prowadzącego temat; zakres wymienionych efektów kształcenia: W1, W2, W3, W4, W5, U1, U2, U3, K1, K2, K3.

Praktyki zawodowe

Nie planuje się praktyk

Literatura

Advances in Materials Science and Implant Orthopedic Surgery, Edited by R Kossowsky, Dr. Nir Kossovsky
Surface Engineering: Surface Modification of Materials, Edited by R Kossowsky, S C Singhal
Marek Wyleżoł, Barbara Ostrowska, Eliza Wróbel Małgorzata Muzalewska, Marcin Grabowski Dominik Wyszyński, Jarosław Zubrzycki, Piotr Przech, Tomasz Klepka, Inżynieria biomedyczna Metody przyrostowe w technice medycznej, Monografie Politechnika Lubelska, Lublin 2016
Polymers for Dental and Orthopedic Applications, Edited by Shalaby W. Shalaby, Ulrich Salz
Bone Implant Grafting edited by John Older
Magnesium Alloys as Degradable Biomaterials, Edited byYufeng Zheng
Hydroxyapatite Coatings for Biomedical Applications, Edited by Sam Zhang
Biomaterials Science: An Integrated Clinical and Engineering Approach, Edited by Yitzhak Rosen, Noel Elman
Orthopaedic Biomaterials in Research and Practice, Edited by Kevin L. Ong, Scott Lovald, Jonathan Black

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0600-S2-CM-MNiS w USOSweb