Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Design and manufacture of biomaterials
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
EIBM-2-207-IB-s
Wydział:
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Inżynieria biomateriałów
Kierunek:
Inżynieria Biomedyczna
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Cholewa-Kowalska Katarzyna (cholewa@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

During the lecture, project and laboratory classes the students will get to know how to design and manufacture biomaterials so that they can meet requirements for the specific target application.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 The student knows how specific properties of the biomaterial affect the living cells and tissues. IBM2A_W05, IBM2A_W02 Zaliczenie laboratorium,
Kolokwium
M_W002 The student knows basic properties of various biomaterials groups and is aware of methods that can be used to fabricate them so that they can meet specific requirements for the target application IBM2A_W05, IBM2A_W01 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie projektu,
Prezentacja,
Sprawozdanie,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 The student is able to interpret the obtained results and compare them with available literature IBM2A_U02, IBM2A_U01, IBM2A_U03 Studium przypadków ,
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie projektu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Prezentacja,
Projekt
M_U002 The student knows how to design biomaterials so that they can meet requirements for the specific target application. IBM2A_U04, IBM2A_U06 Studium przypadków ,
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie projektu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaangażowanie w pracę zespołu,
Udział w dyskusji,
Prezentacja,
Projekt
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 The student is able to cooperate in an interdisciplinary team to solve complex problems IBM2A_K01, IBM2A_K03 Wykonanie projektu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Udział w dyskusji
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
56 14 0 28 14 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 The student knows how specific properties of the biomaterial affect the living cells and tissues. + - + + - - - - - - -
M_W002 The student knows basic properties of various biomaterials groups and is aware of methods that can be used to fabricate them so that they can meet specific requirements for the target application + - + + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 The student is able to interpret the obtained results and compare them with available literature - - + + - - - - - - -
M_U002 The student knows how to design biomaterials so that they can meet requirements for the specific target application. + - + + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 The student is able to cooperate in an interdisciplinary team to solve complex problems + - + + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 88 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 18 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 8 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 4 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (14h):

1. Introduction
1.1. Types of human tissues and their basic properties
1.2. Classes of biomaterials and their basic properties – short repetition
1.3. Basic assumptions for selecting type of a biomaterial for a specific target application
2. Designing biomaterial’s morphology
2.1. Impact on the tissues’ reaction
2.2. Porous and non-porous materials (nanopores, mesopores, micropores)
2.3. Fibrous and nanofibrous materials
3. Designing and manufacturing surface properties
3.1. Micro and nanotopography
3.2. Surface chemistry
3.3. Active molecules embedded on the surface of the material
4. Designing and manufacturing of various biofunctional properties – smart biomaterials
4.1. Degradable biomaterials: controlled degradation and designing of fate of the degradation products
4.2. Inert biomaterials: self-healing, self-lubricating materials, shape-memory effect, piezoelectric
4.3. Environment–sensitive biomaterials (pH, temperature, mechanics, electricity)
4.4. Immunomodulating and anti-bacterial properties
4.5. Materials as carriers for active substances
4.6. Materials for guided culture of stem cells

The lectures will be conducted via e-learning

Ćwiczenia laboratoryjne (28h):

The biomaterials will be fabricated using following methods:
1. Lyophilization
2. Dip coating
3. Electrophoretic deposition
4. Electrospinning
5. Sintering of ceramic scaffolds using polymeric sponge method

All of the above-mentioned materials will be modified in mass and surface-modified with following additives:
1. Hydroxyapatite
2. Tricalcium phosphate
3. Nano silver
4. Magnetite
5. Nano forms of carbon
6. Nanosilica
7. Titanium oxide
8. Montmorillonite

The fabricated biomaterials will be evaluated using following methods:
1. FTIR spectroscopy
2. Compressive strength testing
3. Contact profilometry
4. Digital Microscope
5. Contact angle wettability

Ćwiczenia projektowe (14h):

The project classes will be aimed to summarize effects of the laboratory classes. The students will be asked to analyze the available literature on the certain additive and its potential biological application and to correlate it with the results obtained during the laboratory classes. This will be done via e-learning and/or power point presentation

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
  • Ćwiczenia projektowe: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Positive marks from Laboratory classes, Project classes, and Test.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Final grade = 0,4L + 0,4P + 0,2T
L – Laboratory classes
P – Project classes
T – Test

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Individually agreed with teacher.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

The students will be obliged to possess basic knowledge obtained during the following previous courses:
- Materials science
- Biomaterials
- Implants and artificial tissues
- Biology
- Biochemistry
- Anatomy
- Physiology

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Advances in Biomaterials Science and Biomedical Applications, Edited by Rosario Pignatello
ISBN 978-953-51-1051-4;
2. Biomaterials Applications for Nanomedicine, Edited by Rosario Pignatello ISBN 978-953-307-661-4;
3. Biomaterials – Physics and Chemistry, Edited by Rosario Pignatello ISBN 978-953-307-418-4;
4. Biomaterials Science and Engineering, Edited by Rosario Pignatello ISBN 978-953-307-609-6;
5. Cells and Biomaterials in Regenerative Medicine, Edited by Daniel Eberli ISBN 978-953-51-1731-5;
6. Regenerative Medicine and Tissue Engineering, Edited by Jose A. Andrades ISBN 978-953-51-1108-5;
7. Advances in Regenerative Medicine, Edited by Sabine Wislet-Gendebien ISBN 978-953-307-732-1;
8. Electrodeposition of Composite Materials, Edited by Adel M. A. Mohamed and Teresa D. Golden ISBN 978-953-51-2270-8

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Publication can be find in BPP AGH for individual teacher (https://bpp.agh.edu.pl/).

Informacje dodatkowe:

Brak