čeština

Studenti budou schopni vybrat vhodné biomateriály, případně jejich kombinace pro definované medicínské aplikace, navrhnout metody syntéz a příprav (bio)polymerů včetně metod charakterizace a testování in vitro i in vivo pro uvažované aplikace.

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém (LMS Moodle).

Ústní zkouška (70 %), které předchází písemný test splněný minimálně na 60 %.
Aktivní účast na výuce včetně seminární práce (30 %).

1. Biomateriály - úvod, definice, rozdělení a vlastnosti biomateriálů, aplikace v medicíně.
2. Biodegradace polymerů, biokompatibilita, toxicita - charakterizace a testování materiálů in vitro i in vivo
3. Tkáňové inženýrství – principy, metodiky, kmenové buňky, interakce biomateriálů s buňkami, extracelulární matrix, nosiče léčiv.
4. Metody příprav scaffoldů pro tkáňové inženýrství – lyofilizace, 3D tisk, elektrospining, lití rozpouštědla, napěnění, sol-gel, stereolitografie, laserové slinování, prototyping atd.
5. Celkový přehled biomateriálů a implantátů pro tkáňové inženýrství kostí, nervové a kardiovaskulární soustavy, kůže, šlach, menisků a chrupavek.
6. Hydrogely v medicíně – reologie, síťování, mechanické vlastnosti, botnání, aplikace.
7. Biopolymery I – polysacharidy: celulóza, hyaluronan, chitosan, alginát, silk fibroin – vlastnosti, modifikace a aplikace
8. Biopolymery II – polynukleotidy (RGD), proteiny (kolagen, fibrin), polyestery (PHB, PHV), isoprenoidy – vlastnosti, modifikace a aplikace
9. Syntetické polymery I - nedegradovatelné – polyakryláty, polyetylen, silikony, polyuretany, polyetylentereftalát: mechanické vlastnosti a testování pro medicínské aplikace
10. Syntetické polymery II - biodegradovatelné – polyestery (PLA, PGA, PCL, PHB)- polykondenzace, polymerace za otevření kruhu, blokové kopolymery, sol-gel přechod, katalyzátory, biodegradace, aplikace
11. Syntetické polymery III - biodegradovatelné - polyhydroxyalkanoáty, polyesterkarbonáty, polyesteramidy, polyesteruretany, polypropylenfumaráty, polyortoestery, polyanhydridy, polyalkylkyanoakryláty, polyiminokarbonáty, anorganické polyfosfazeny a polyfosfoestery
12. Chemické modifikace (bio)polymerů – reakce dle funkčních skupin, funkcionalizace syntetických polymerů, vázání biologicky aktivních látek, síťování
13. Kompozitní polymerní materiály a jejich využití v medicíně – (nano)vlákny a (nano)částicemi plněné polymery, kombinace přírodních a syntetických polymerů, keramické a kovové biomateriály, sterilizace biomateriálů. Nové biomateriály připravené samouspořádavacími procesy.

Předmět poskytne studentům základní přehled o materiálech využitelných pro aplikace v medicíně, o jejich historii a současnosti. Kromě komerčně dostupných materiálů budou studenti především seznámeni i s (bio)polymerními materiály ve stádiu výzkumu, s jejich syntézou, přípravou vzorků, charakterizací a testováním in vitro i in vivo se zaměřením na jednotlivé medicínské aplikace, především na tkáňové inženýrství.

Není, ale účast na přednáškách se doporučuje.

Rieger B, Künkel, Coates GW, Reichardt R, Dinjus E, Zevaco TA, volume editors. Synthetic biodegradable polymers. In: Advances in Polymer Science. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2012; vol. 245, pp. 364. ISSN: 0065-3195
Guelcher SA, Hollinger JO, editors. An Introduction to Biomaterials. In: The biomedical engineering series, Neuman MR, series editor. Taylor & Francis Group, LLC. Boca Raton, Florida, USA. 2006, pp. 553. ISBN: 0-8493-2282-0.
Ratner BD, Hoffman AS, Schoen FJ, Lemons JE, editors. Biomaterials Science. An Introduction to Materials in Medicine. 2nd ed., Elsevier Academic press, California USA, London UK. 2004, pp. 851. ISBN: 0-12-582463-7.