Letöltés - BME - Polimertechnika Tanszék - Budapesti Műszaki és ...
Letöltés - BME - Polimertechnika Tanszék - Budapesti Műszaki és ...
Letöltés - BME - Polimertechnika Tanszék - Budapesti Műszaki és ...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉSGAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEMGÉPÉSZMÉRNÖKI KAR<strong>Polimertechnika</strong> <strong>Tanszék</strong>Polimerek az orvostechnikábanc. tantárgy leírásaKód: <strong>BME</strong>GEPT6587Tárgyfelelős: Dr. Nagy Péter egyetemi docensElőadó: Dr. Nagy Péter egyetemi docens2008/2009 II. félévA tárgy a gép<strong>és</strong>zmérnöki szak modultárgya nappali tagozaton, magyar nyelven.A tárgy célja, rövid tartalma:A gyógyászat polimer protéziseinek, segédeszközeinek ismertet<strong>és</strong>e, a velük szembentámasztott mechanikai, kémiai <strong>és</strong> biológiai követelmények. A gyógyászatban alkalmazottpolimerek. A polimerek orvosi, eg<strong>és</strong>zségügyi alkalmazási területei. Egyszer használatos orvosieszközök gyártása műanyagból. Gyártmánykialakítás, anyagmegválasztás, a technológiamegválasztása, csomagolás, sterilez<strong>és</strong>. Műanyag protézisek speciális gyártási technológiái. Azorvostechnikai műanyag eszközök stabilitása, a tulajdonságok időtartam-függ<strong>és</strong>e.Orvostechnikai polimerek sterilizálása, újrahasznosítása, megsemmisít<strong>és</strong>e.A tantárgy témakörei:Orvosi polimerekkel szemben támasztott követelményekA gyógyászat polimer protéziseinek, segédeszközeinek ismertet<strong>és</strong>e, a velük szembentámasztott mechanikai, kémiai <strong>és</strong> biológiai követelmények: sterilitás, biofunkcionalitás,biokompatibilitás. (4 óra)Polimer típusok, alkalmazási területek.A gyógyászatban alkalmazott leggyakoribb szintetikus, biokompatibilis polimerek áttekint<strong>és</strong>e.Reaktív polimerfeldolgozás: izotróp <strong>és</strong> anizotróp, biokompatibilis polimer kompozitok.Term<strong>és</strong>zetes polimerek az orvostechnikában. A polimerek orvosi, eg<strong>és</strong>zségügyi alkalmazásiterületei. Egyszer használatos orvosi eszközök gyártása műanyagból. Gyártmánykialakítás,anyagmegválasztás, a technológia megválasztása, csomagolás, sterilez<strong>és</strong>. (10 óra)Orvosi szakterületek polimertechnikájaEgyes orvosi szakterületek polimertechnikája: cardiovascularis gyógyászat, vérvétel, infúzió,transzfúzió, ízületi pótlások, szem<strong>és</strong>zet, fogászat. Szabályozott (lassú) gyógyszeradagolópolimer rendszerek. Az orvostechnikai műanyag eszközök stabilitása, a tulajdonságokidőtartam-függ<strong>és</strong>e. (10 óra)Környezeti hatások, újrahasznosítás kérd<strong>és</strong>eiAz orvostechnikai polimerek öko-kompatibilitása. Orvostechnikai polimerek sterilizálása,újrahasznosítása, megsemmisít<strong>és</strong>e. Az újratermelhető, biodegradábilis polimerek szerepe. (4óra)A tantárgy követelményei:Előtanulmányi követelmény: nincs
2A félév végi aláírás feltétele a félévközi tervez<strong>és</strong>i feladat leadása. Határidő: utolsóoktatási hét péntek 12 óra.A tárgy szóbeli vizsgával zárul. A vizsgára bocsátás feltétele az aláírás megszerz<strong>és</strong>e. Avizsga évét max. 5 évvel megelőző években megszerzett aláírások fogadhatók el.A vizsgajegy a tervez<strong>és</strong>i feladatra kapott osztályzat, valamint a vizsgán elért érdemjegyátlaga, amennyiben ezen osztályzatok mindegyike minimum elégséges (2).Szakirodalom:1. Czvikovszky Tibor, Nagy Péter: Polimerek az orvostechnikában, Egyetemitankönyv, Műegyetemi Kiadó, Budapest, 20032. Silver, F.H.: Biomaterials, medical devices and tissue engineering, Chapmann &Hall, London, 1994.3. Wintermantel, E., Suk-Woo Ha: Biokompatible Werkstoffe und Bauweisen,Springer, Berlin-Heidelberg, 1996.4. Williams, D.F.: Concise encyclopedia of medical and dental materials, PergamonPress, Oxford, 1990.5. S.W.Shalaby: Biomedical Polymers, Hanser/Gardner, Cincinnati, 1994óraszámHét E G LElőadásDátum1 2 - -2 2 - -3 - - -4 2 - -5 2 - -6 2 - -7 2 - -Az orvostechnikában alkalmazott polimer protézisek,segédeszközök követelményrendszere: mechanikai, kémiai <strong>és</strong>biológiai követelmények, sterilitás, biofunkcionalitás,biokompatibilitás. Polimer anyagok kontaktusban élősejtrendszerekkel: hemokompatibilitás, szövet kompatibilitás 2009.02.11Szintetikus biokompatibilis polimerek a biokompatibililisfémekkel <strong>és</strong> kerámiákkal összehasonlításban. A leggyakoribbszintetikus, biokompatibilis polimerek. Polietilén (PE),poli(etiléntereftalát) (PET), poli(vinilklorid) (PVC), polikarbonát(PC), poliamid (PA) típusok. 2009.02.18Term<strong>és</strong>zetes polimerek az orvostechnikában: kollagén, kitin,kitozán, fibrin. Biodegradábilis polimerek orvostechnikaicélokra: poli-laktidok, polikaprolakton, polianhidridek. 2009.02.25Kompozit polimerek az orvostechnikában. Az alkalmazásfeltételrendszere. A szálerősít<strong>és</strong> mechanizmusa végtelen <strong>és</strong>vágott, rövid szállal erősített kompozitokban. 2009.03.04Az orvostechnikai polimerek sterilizálása. A sterilizálás fizikai<strong>és</strong> kémiai módszerei. A sterilizálás hatása a k<strong>és</strong>zenléti eszközökstabilitására. A steril eszközök csomagolástechnikája. 2009.03.11Polimerek a cardiovasculáris gyógyászatban, az érpótláspolimertechnikája. Egyszerhasználatos, extracorporáliseszközök: fecskendők, vérvételi szerelvények. A házibetegellátás, a csecsmő- <strong>és</strong> idősgondozás polimer eszközei. 2009.03.18A seb<strong>és</strong>zet polimer implantátumai. Csípőizület endoprotézisszálerősített polimerkompozitból. A modell: a csont, mint 2009.03.25
3anizotróp, strukturált polimer kompozit. a protézis: karbonszállalerősített poliéter-éterketon (PEEK). Modellez<strong>és</strong> CT képfelvételután 3D – CAD eljárással.Orvostechnikai polimerek a szem<strong>és</strong>zetben. Az akrilát8 2 - -szemüveglencse anyaga <strong>és</strong> technológiája. Kontaktlencseanyagok <strong>és</strong> technológiák. Műanyag lencse implantátum. Aszemseb<strong>és</strong>zet viszkoelasztikus polimer gél anyagai. 2009.04.019 2 - -A fogászat polimertechnikája. A fogpótlás, a fogrestauráláspolimer anyagai. Polielektrolitok, üveg-ionomer cementek.Akrilát polimerek a fogpótlásban <strong>és</strong> javításban. Elasztomerek afogpótlás laboratóriumi munkáiban. 2009.04.0810 2 - -Szabályozott (lassú) gyógyszeradagoló polimer rendszerek(Controlled Drug Delivery Systems). A gyógyszerekhatásmechanizmusát optimális szinten biztosító, programozottgyógyszer-koncentrációhoz kifejlesztett polimer membránok,mátrixok, hordozók <strong>és</strong> egyéb adagoló rendszerek. Polimerhezkötött gyógyszerek. Transzdermális gyógyszeradagolás polimerrendszerei 2009.04.1511 2 - -Az orvoseg<strong>és</strong>zségügyi polimer környezetvédelmi szempontjai.Recycling, downcycling, upcycling. Hulladékanyagokkörnyezeti veszélyessége, toxicitásvizsgálatok. Megújulóalapanyagok, öko-kompatibilis polimerek. 2009.04.2212 2 - - Tanítási szünet. 2009.04.29Az orvostechnikai polimerek stabilitása. Eg<strong>és</strong>zségügyileg13 2 - - elfogadható polimer adalékok, minősít<strong>és</strong>i módszereik,stabilitásának hőmérséklet- <strong>és</strong> időfügg<strong>és</strong>e. 2009.05.0614 2 - -Polimerek a jövő orvostechnikájában. Új polimer anyagok –cikloolefinek. A polimer feldolgozási technológiák fejlőd<strong>és</strong>e.Fakultatív ZH 2009.05.13Felk<strong>és</strong>zül<strong>és</strong>t segítő témakörök1. Mit értünk biokompatibilitáson, milyen „fokozatokat” lehet megkülönböztetni?2. Mi a biofunkcionalitás? Soroljon fel néhány funkcionalitási követelményt.3. Milyen válaszreakciót válthatnak ki a szervezetben a bio-inkompatibilis anyagok?4. Soroljon fel legalább 3 biokompatibilis polimert, <strong>és</strong> ismertesse, milyen célra alkalmazhatók.5. Milyen PE-féleségeket ismer, melyiket milyen célra lehet az orvosi gyakorlatbanfelhasználni?6. Mely polimerekből k<strong>és</strong>zítenek orvosi fonalakat?7. Miért nem használunk lágy PVC-t implantátunként?8. Ismertesse a hőre lágyuló (termoplasztikus) polimerek extrudálási technológiáját.9. Ismertesse a hőre lágyuló polimerek fröccsönt<strong>és</strong>ét. Melyek a fröccsönt<strong>és</strong>i ciklus főbblép<strong>és</strong>ei?10. Mi okozza a fröccstermék zsugorodását?11. Vázolja fel a fröccsönt<strong>és</strong>kor a termékben kialakuló orientációt.12. Milyen eljárásokat ismer üreges testek előállítására?13. Ismertesse a szálerősített biokompatibilis termékek anyagrendszerével <strong>és</strong> technológiájávalszemben támasztott követelményeket.14. Hasonlítsa össze a szálerősített biokompatibilis termékek előállításánál a fröccsönt<strong>és</strong>es <strong>és</strong> asajtolásos technológiát. Melyek az előnyök, hátrányok?15. Milyen célra alkalmazzák a PMMA-t (illetve kopolimerjeit) (Plexi) az orvostechnikában <strong>és</strong>miért?
416. Hol alkalmaznak kémiai <strong>és</strong> hol UV iniciált térhálósítást az orvostechnikai célra használtakrilátoknál? Miért?17. Mi a csontcement, milyen komponenseket tartalmaz?18. Az akrilát monomerek toxicitása, biokompatibilitása.19. Miért előnyösek az epoxi polimerek (térfogati kontrakció)? Miért előnyös az epoxi-akrilátokhasználata?20. Milyen biokompatibilis kompozitokat ismer? Milyen erősítőszálakat <strong>és</strong> mátrix anyagokathasználnak leggyakrabban ezeknél a kompozitoknál?21. Mit értünk kompozit anyagon?22. Mi a mátrix anyag szerepe a kompozitoknál? Ismertesse a biokompatibilis kompozitoknéhány előnyös tulajdonságát, összehasonlítva a biokompatibilis fémekkel, kerámiákkal.23. Hogyan változik a végtelen szállal erősített kompozit anyagok mechanikai tulajdonsága(modulusza, szilárdsága) az erősítőanyag arányának függvényében? Mi itt a terhel<strong>és</strong>irányának hatása?24. Mi a kritikus szálhossz, mitől függ az értéke? Mi az aspect ratio, <strong>és</strong> a rövid szálerősít<strong>és</strong>űkompozitoknál mekkora szokott lenni?25. Milyen technológiával dolgozhatók fel a rövid szálerősít<strong>és</strong>ű biokompatibilis kompozitok?Hogyan befolyásolja a technológia a szálorientációt?26. Mi a kollagén, hogyan állítják elő, <strong>és</strong> mire használják az orvostechnikában?27. Mi a kitin, hogyan állítják elő, <strong>és</strong> mire használják a gyógyászatban? Hogyan k<strong>és</strong>zítik akitozánt, <strong>és</strong> mire használható?28. Mi a fibrin, mire használják?29. Ismertessen néhány biológiailag lebomló (biodegradábilis) polimert.30. Milyen lebomlási mechanizmusokat ismer biodegradábilis polimereknél?31. Mi a bulk degradation? Mi okozza az ilyen típusú lebomlást?32. Milyen lebomlás előnyös a szabályozott gyógyszerleadású rendszereknél?33. Milyen úton juthat be mérgező anyag a szervezetbe, <strong>és</strong> ott milyen hatást válthat ki?34. Hogyan vizsgálják a vegyi anyagok akut toxicitását, mi az LD 50 érték?35. Hogyan vizsgálják a vegyi anyagok krónikus toxicitását?36. Mi a „recycling”, „downcycling” <strong>és</strong> „upcycling”? Mondjon példákat.37. Hogyan fejtik ki hatásukat a káros anyagok a környezetben (term<strong>és</strong>zetben)? Soroljon felnéhány ismertebb károsító anyagot.38. Mivel foglakozik az öko-toxikológia?39. Mit értünk geogén referencia alatt? Hol kell(ene) a geogén referenciát leginkább alkalmazni?40. Hogyan jellemezhető az öko-kompatibilitás?41. Milyen környezeti toxicitásvizsgálati módszereket ismer?42. Mire szolgál a citotoxicitás-vizsgálat?43. Milyen öko-kompatíbilis polimereket ismer?44. Ismertesse a fogászatban használt polimereket. Hogyan csökkenthetjük a zsugorodást?45. Ismertesse a fogászatban használt „fogcement” típusokat.46. Ismertesse a fogászatban használt fényre polimerizálódó rendszerek elvét.47. Ismertesse a szem<strong>és</strong>zetben használható polimereket.48. Ismertesse a kontaktlencsék polimer anyagával szemben támasztott követelményeket.49. Ismertesse a műanyag szemüveglencsék előállításának technológiáját.50. Milyen polimer anyagokat használnak beültethető szemlencse (IOL) céljára?51. Mire használják a hialuronsav polimerjeit a szem<strong>és</strong>zetben?52. Ismertesse az ér-protézisekkel szemben támasztott követelményeket. Milyen anyagok <strong>és</strong>technológiák alkalmasak ér-protézisek k<strong>és</strong>zít<strong>és</strong>ére?53. Milyen célt szolgálnak a szabályozott gyógyszerleadású rendszerek?
554. Mi az összefügg<strong>és</strong> a farmakológiában a terápiás index, a halálos adag (LD 50 ) <strong>és</strong> az effektívdózis (ED 50 ) között?55. Ismertesse a hatóanyag útját a szervezetben a kiürül<strong>és</strong>ig.56. Mi a különbség a nyílt hurkú <strong>és</strong> a zárt hurkú terápiás rendszerek között?57. Ismertesse a szabályozott gyógyszerleadású terápiás rendszerek legfontosabb típusait.58. Ismertesse a membrán típusú szabályozott gyógyszerleadású terápiás rendszerek felépít<strong>és</strong>ét.59. Ismertesse a mátrix típusú szabályozott gyógyszerleadású terápiás rendszerek felépít<strong>és</strong>ét.60. Mely esetben rendelkezik nulladrendű kinetikával a (degradábilis) mátrix típusúszabályozott gyógyszerleadású terápiás rendszer?61. Ismertesse a hordozó típusú szabályozott gyógyszerleadású terápiás rendszerek felépít<strong>és</strong>ét.62. Hasonlítsa össze a membrán <strong>és</strong> mátrix típusú TTS rendszereket (előnyök, hátrányok).63. Milyen lehetőségek vannak a polimerek hőstabilitásának növel<strong>és</strong>ére?64. Milyen lehetőségek vannak a polimerek fénystabilitásának növel<strong>és</strong>ére?65. Mik a szuperabszorbensek, hol használják őket?66. Hogyan lehet megnövelt gáz (<strong>és</strong> pára) áteresztő képességű fóliákat előállítani?67. Ismertesse a fogpótlásnál használatos szilikon elasztomereket.68. Ismertesse a napjainkban használatos sterilez<strong>és</strong>i eljárásokat.69. Milyen sugársterilező eljárásokat ismer?