22281 Biomaterialer

2023/2024

Kursusinformation
Biomaterials
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
F3B (fre 13-17)
Campus Lyngby
4 timer om ugen. Problembaserede aktiviteter, forelæsning, klassediskussioner, opgaveregning.
13-uger
F3B
Skriftlig og mundtlig eksamen
Eksamen består af: 2 rapporter (40 %), en 2 timers MCQ skriftlig eksamen (30 %) og en mundtlig eksamen (30 %). Karakteren gives ved en helhedsbedømmelse af alle tre elementer. Det er en forudsætning for at gå til den skriftlige og mundtlige eksamen, at man har afleveret begge rapporter.
Skriftlig eksamen: 2 timer
Alle hjælpemidler er tilladt :

Studerende skal medbringe egen pc til den skriftlige eksamen. Der vil ikke være internetadgang.

7-trins skala , intern bedømmelse
33281
41684/41015.KU011/27002 , Grundlæggende materialelære (f.eks. 41684 el. 41015), grundlæggende cellebiologi (f.eks. KU011 el. 27002)
Minimum 6
Niels Bent Larsen , Lyngby Campus, Bygning 423, Tlf. (+45) 4525 8161 , nibl@dtu.dk
Kristoffer Almdal , Lyngby Campus, Bygning 206, Tlf. (+45) 4525 8144 , kral@dtu.dk
Leticia Hosta Rigau , Tlf. (+45) 4525 8155 , leri@dtu.dk
22 Institut for Sundhedsteknologi
26 Institut for Kemi
I studieplanlæggeren
Dette kursus giver den studerende en mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
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