Overordnede kursusmål
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.
Læringsmål
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 en komponent
baseret på biomaterialer.
Kursusindhold
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 mange af de 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.
Litteraturhenvisninger
Wagner et al. (eds.) ”Biomaterials Science: An Introduction to
Materials in Medicine” 4th edition (Academic Press 2020)
Sidst opdateret
04. maj, 2023