Nanomedicinsko inženjerstvo
ID: 0133nosilac predmeta: Koruga Lj. Đuro
nivo studija: master akademske studije
ESPB: 6
oblik završnog ispita: pismeni
katedra: automatsko upravljanje
cilj
Da student ovlada znanjima iz oblasti primene nanotehnologija u medicini sa posebnim osvrtom na praktični laboratorijski rad u karakterizaciji biomaterijala nanotehnološkim metodama, tehnikama i instrumentacijom. Student stiče znanja o savremenim dijagnostičkim i terapeutskim nanotehnološkim metodama u medicini i osposobljava se da priprema klasične i biološke uzorke i da ih karakteriše na nanotehnološkoj instrumentaciji.ishod
Sposobnost studenta da pokaže prednosti primene u medicini novih uređaja iz oblasti nanotehnologija u odnosu na klasične. Razumevanje principa funkcionisanja i specifičnosti uslova primene uređaja iz oblasti nanotehnologija u medicini. Sposobnost modifikacije tehničkih rešenja u nanotehnologijama i kvantnoj informacionoj tehnologiji u cilju njihove efikasnije primene u medicini.sadržaj teorijske nastave
Kratka istorija medicine:Od nastanka čoveka do Asklepija.Od Asklepija do Hipokrata.Od Hipokrata do iscelitelja.Od iscelitelja do van Levenhuka.Od van Levenhuka do otkrića DNK.Od DNK do kvantne medicine.Od kvantne medicine do nanomedicine;Osnove molekularne medicine:Klasični medicinski pristup bolestima.Resorpcija lekova,raspodela lekova,metabolizam lekova,izlučivanje lekova.Interakcije i neželjeni efekti lekova.Molekularne osnove bolesti.Osnove molekularne nanotehnologije i njene primene u medicini;Osnove nanomedicine:Nanopartikule i nanomaterijali u medicini.Kvantne tačke na bazi poluprovodničkih nanopartikula.Kvantne tačke na bazi nanomaterijala (fulereni).Adiranje hidroksilnih grupa i drugih molekula na osnovne nanomaterijale.Upotreba AFM za merenje intermolekularnih vezivnih sila u fiziološkom rastvoru;Nanotehnologija i nanobiomedicina:Poređenje upotrebe klasičnih i nanotehnoloških metoda i tehnika u dijagnostici i lečenju.Prednosti i rizici upotrebe nanopartikula u medicini;Nanosenzori:Nanosenzori za električna,elektrohemijska i optička merenja.Nanosenzori za analizu pića i hrane;Mikrotubule:Aktinski filamenti.Intermedijalna vlakna.Mikrotubule.Proteini pridruženi mikrotubulama.Molekularni motori.Miozin.Kinezin.Dinein.Deoba ćelije.Citokineza;Nanotehnologije u farmaciji:Mogućnosti i dometi nanofarmacije.Izrada nanočestica.Barijere u organizmu.Inženjering farmaceutskih nanosistema.Inteligentni sistemi za otpuštanje lekova;Nanotehnologije u implantologiji:Nanotehnološki implanti u rehabilitacionoj medicini.Nanoimplanti u stomatologiji.Karakterizacija stomatoloških materijala pomoću AFM.Nanoimlanti u dermatologiji;Nanotehnologije i dijabetes:Glavne vrste dijabetesa.Insulin.Komplikacije.Medicinski nanoroboti za kontrolu dijabetesa.Metode. ;Biokompatibilnost nanomedicinskih materijala:Biokompatibilnost presvučenih dijamantskih materijala.Biokompatibilnost fulerena i ugljeničnih nanotuba.Biokompatibilnost fluorougljeničnih polimera.
sadržaj praktične nastave
Spektroskopija lekova:UV-Vis,IR spektroskopija;Nanotehnološka karakterizacija lekova:Primena STM, AFM i MFM.Određivanje stepena paramagnetizma lekova.Dinamika paramagnetizam/dijamagnetizam lekova na nanotesla nivou;Biokompatibilnost nanomaterijala:Analiza i karakterizacija površina nanomaterijala pomoću nanotehnološke instrumentacije.Test toksičnosti nanomaterijala i nanopartikula;Merenja pomoću nanosondi:Dinamičke nanofotonske sonde.Spektralne „balističke“ sonde na bazi veličine nanopartikula.Kvantne nanosonde na bazi inkapsuliranih fulerena.Adiranje inkapsuliranih fulerena rastvornim grupama;Karakterizacija implanata:Karakterizacija implanata pomoću STM, AFM i MFM.Karakterizacija implanata u fiziološkom rastvoru pomoću AFM. ehnika pripreme uzoraka.Određivanje mehaničkih, električnih i magnetnih osobina materijala.resursi
Pisani materijal za svaku metodsku jedinicu (handouts), NanoLab: savremeni NanoProb uređaj sa STM/AFM/MFM, uređaj ѕa opto-magnetnu spektroskopiju, uređaj za depoziciju tankih (nano) filmova.fond časova
ukupan fond časova: 75aktivna nastava (teorijska)
novo gradivo: 30razrada i primeri (rekapitulacija): 10
aktivna nastava (praktična)
auditorne vežbe: 3laboratorijske vežbe: 10
računski zadaci: 0
seminarski rad: 3
projekat: 3
konsultacije: 1
diskusija/radionica: 0
studijski istraživački rad: 0
provera znanja
pregled i ocena računskih zadataka: 0pregled i ocena laboratorijskih izveštaja: 2
pregled i ocena seminarskih radova: 2
pregled i ocena projekta: 2
kolokvijum sa ocenjivanjem: 1
test sa ocenjivanjem: 3
završni ispit: 5
provera znanja (ukupno 100 poena)
aktivnost u toku predavanja: 10test/kolokvijum: 15
laboratorijska vežbanja: 20
računski zadaci: 0
seminarski rad: 10
projekat: 10
završni ispit: 35
uslov za izlazak na ispit (potreban broj poena): 40
literatura
1) Papić-Obradović,M., Miljković,S., Matija,L., Munćan J., Koruga, Đ.,Osnove Nanomedicine, DonVas/Nauka, Beograd, 20112) Matija, L., Kojić, D., Vasić, A., Bojović, B., Jovanović, T., Koruga, Đ., Uvod u nanotehnologije, DonVas/Nauka, Beograd, 2011
3) Kumar,S.S.R, at.al. Nanofabrication Towards Biomedical Applications, Wiley-VCHWeinhaimen, 2005)
4) Malsch,H.N., Biomedical Nanotechnology, CRS Press, Boca Raton, 2005
5) Freitas,R.A., Nanomedicine, Volume IIA:Biocompatibility, Lands Biscience, Austin, 2003)
Preuzeto sa www.mas.bg.ac.rs
