Kurset vil give dig en bred introduktion til de fysiske, kemiske og mekaniske krav til et biomateriale som skal anvendes udenfor eller inde i kroppen, og det vil give dig et vidensgrundlag til at kunne vælge og optimere biomaterialer til udvalgte biomedicinske anvendelser. Eksempler vil omfatte hårde biomaterialer (f.eks. til knogleerstatning), bløde biomaterialer (f.eks. til kunstige hjerteklapper), og ultra-bløde biomaterialer (f.eks. som cellestilladser til vævsteknologi), samt deres anvendelser inde i kroppen eller til laboratoriebrug. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Beskrive øjeblikkelige, tidlige og sene kropsreaktioner på implanterede materialer
• Beskrive og sammenligne de mekaniske egenskaber af forskellige klasser af biomaterialer
• Beskrive processer til at formgive forskellige klasser af biomaterialer
• Forklare og give eksempler på hvordan overflademodificering af biomaterialer kan fremme eller hæmme deres vekselvirkning med levende celler
• Diskutere almindeligt forekommende nedbrydningsmekanismer for biomaterialer og relaterede uønskede bivirkninger på levende organismer
• Beskrive metoder til at sterilisere implanterbare materialer og diskutere deres mulige uønskede indvirkning på biomaterialers egenskaber
• Beskrive udvalgte krav for godkendelse af et biomateriale til klinisk brug
• Analysere de fysiske, kemiske og mekaniske krav til et biomateriale i en specifik biomedicinsk anvendelse
• Designe en biomateriale baseret løsning til et biomedicinsk problem ved at kombinere en behovsanalyse med viden om biomaterialers egenskaber og forarbejdning
• Vurdere og rapportere om fordele og ulemper ved et device baseret på biomaterialer

De grundlæggende materialevidenskabelige sider af biomaterialer, bl.a. deres fremstilling, struktur og egenskaber, vil blive gennemgået med udgangspunkt i den praktiske funktion, effektivitet, og fejlmekanismer af biomedicinske enheder og implantater. Kunstige materialer (metal, keramik, polymer) såvel som biologiske materialer vil blive beskrevet.

Vi vil gennemgå de mange uønskede bivirkninger som kan forårsages af at indsætte et fremmed materiale i kroppen, herunder giftighed, immunologiske reaktioner, og infektion. Denne viden vil blive brugt som udgangspunkt for at diskutere hvorledes materialets funktion kan optimeres og bivirkningerne minimeres ved det rigtige valg af selve biomaterialet, design af dets form og struktur, og modificering af dets overfladeegenskaber. Problembaserede opgaver vil blive baseret på konkrete medicinske enheder som er i brug eller under udvikling. Deres nuværende anvendelser og muligheder for forbedringer vil blive diskuteret af gæsteforelæsere fra industrien.

Biomaterialers stabilitet og nedbrydningsmekanismer vil blive diskuteret. Eksempler vil vise hvorledes forståelse og styring af nedbrydningsprocesserne er lige værdifulde hvad enten nedbrydning af biomaterialet er påkrævet som i et cellestillads til vævsteknologi eller uønsket som i et permanent implantat.

Klinisk anvendelse af biomaterialer kræver forudgående evaluering og myndighedsgodkendelse. Vi vil gennemgå udvalgte krav til godkendelse og diskutere hvordan de kan forsinke eller endda forhindre anvendelse af nye biomaterialer til konkret klinisk anvendelse. Ratner et al. (eds.) ”Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine” 3rd edition (Academic Press 2013) 12. oktober, 2016