Letöltés - BME - Polimertechnika Tanszék - Budapesti Műszaki és ...

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉSGAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEMGÉPÉSZMÉRNÖKI KARPolimertechnika TanszékPolimerek az orvostechnikábanc. tantárgy leírásaKód: BMEGEPT6587Tárgyfelelős: Dr. Nagy Péter egyetemi docensElőadó: Dr. Nagy Péter egyetemi docens2008/2009 II. félévA tárgy a gépészmérnöki szak modultárgya nappali tagozaton, magyar nyelven.A tárgy célja, rövid tartalma:A gyógyászat polimer protéziseinek, segédeszközeinek ismertetése, a velük szembentámasztott mechanikai, kémiai és biológiai követelmények. A gyógyászatban alkalmazottpolimerek. A polimerek orvosi, egészségügyi alkalmazási területei. Egyszer használatos orvosieszközök gyártása műanyagból. Gyártmánykialakítás, anyagmegválasztás, a technológiamegválasztása, csomagolás, sterilezés. Műanyag protézisek speciális gyártási technológiái. Azorvostechnikai műanyag eszközök stabilitása, a tulajdonságok időtartam-függése.Orvostechnikai polimerek sterilizálása, újrahasznosítása, megsemmisítése.A tantárgy témakörei:Orvosi polimerekkel szemben támasztott követelményekA gyógyászat polimer protéziseinek, segédeszközeinek ismertetése, a velük szembentámasztott mechanikai, kémiai és biológiai követelmények: sterilitás, biofunkcionalitás,biokompatibilitás. (4 óra)Polimer típusok, alkalmazási területek.A gyógyászatban alkalmazott leggyakoribb szintetikus, biokompatibilis polimerek áttekintése.Reaktív polimerfeldolgozás: izotróp és anizotróp, biokompatibilis polimer kompozitok.Természetes polimerek az orvostechnikában. A polimerek orvosi, egészségügyi alkalmazásiterületei. Egyszer használatos orvosi eszközök gyártása műanyagból. Gyártmánykialakítás,anyagmegválasztás, a technológia megválasztása, csomagolás, sterilezés. (10 óra)Orvosi szakterületek polimertechnikájaEgyes orvosi szakterületek polimertechnikája: cardiovascularis gyógyászat, vérvétel, infúzió,transzfúzió, ízületi pótlások, szemészet, fogászat. Szabályozott (lassú) gyógyszeradagolópolimer rendszerek. Az orvostechnikai műanyag eszközök stabilitása, a tulajdonságokidőtartam-függése. (10 óra)Környezeti hatások, újrahasznosítás kérdéseiAz orvostechnikai polimerek öko-kompatibilitása. Orvostechnikai polimerek sterilizálása,újrahasznosítása, megsemmisítése. Az újratermelhető, biodegradábilis polimerek szerepe. (4óra)A tantárgy követelményei:Előtanulmányi követelmény: nincs

2A félév végi aláírás feltétele a félévközi tervezési feladat leadása. Határidő: utolsóoktatási hét péntek 12 óra.A tárgy szóbeli vizsgával zárul. A vizsgára bocsátás feltétele az aláírás megszerzése. Avizsga évét max. 5 évvel megelőző években megszerzett aláírások fogadhatók el.A vizsgajegy a tervezési 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 ésbiológiai követelmények, sterilitás, biofunkcionalitás,biokompatibilitás. Polimer anyagok kontaktusban élősejtrendszerekkel: hemokompatibilitás, szövet kompatibilitás 2009.02.11Szintetikus biokompatibilis polimerek a biokompatibililisfémekkel és kerámiákkal összehasonlításban. A leggyakoribbszintetikus, biokompatibilis polimerek. Polietilén (PE),poli(etiléntereftalát) (PET), poli(vinilklorid) (PVC), polikarbonát(PC), poliamid (PA) típusok. 2009.02.18Természetes polimerek az orvostechnikában: kollagén, kitin,kitozán, fibrin. Biodegradábilis polimerek orvostechnikaicélokra: poli-laktidok, polikaprolakton, polianhidridek. 2009.02.25Kompozit polimerek az orvostechnikában. Az alkalmazásfeltételrendszere. A szálerősítés mechanizmusa végtelen ésvágott, rövid szállal erősített kompozitokban. 2009.03.04Az orvostechnikai polimerek sterilizálása. A sterilizálás fizikaiés kémiai módszerei. A sterilizálás hatása a készenléti eszközökstabilitására. A steril eszközök csomagolástechnikája. 2009.03.11Polimerek a cardiovasculáris gyógyászatban, az érpótláspolimertechnikája. Egyszerhasználatos, extracorporáliseszközök: fecskendők, vérvételi szerelvények. A házibetegellátás, a csecsmő- és idősgondozás polimer eszközei. 2009.03.18A sebészet polimer implantátumai. Csípőizület endoprotézisszálerősített polimerkompozitból. A modell: a csont, mint 2009.03.25

3anizotróp, strukturált polimer kompozit. a protézis: karbonszállalerősített poliéter-éterketon (PEEK). Modellezés CT képfelvételután 3D – CAD eljárással.Orvostechnikai polimerek a szemészetben. Az akrilát8 2 - -szemüveglencse anyaga és technológiája. Kontaktlencseanyagok és technológiák. Műanyag lencse implantátum. Aszemsebészet viszkoelasztikus polimer gél anyagai. 2009.04.019 2 - -A fogászat polimertechnikája. A fogpótlás, a fogrestauráláspolimer anyagai. Polielektrolitok, üveg-ionomer cementek.Akrilát polimerek a fogpótlásban és 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 és egyéb adagoló rendszerek. Polimerhezkötött gyógyszerek. Transzdermális gyógyszeradagolás polimerrendszerei 2009.04.1511 2 - -Az orvosegészségügyi 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. Egészségügyileg13 2 - - elfogadható polimer adalékok, minősítési módszereik,stabilitásának hőmérséklet- és időfüggése. 2009.05.0614 2 - -Polimerek a jövő orvostechnikájában. Új polimer anyagok –cikloolefinek. A polimer feldolgozási technológiák fejlődése.Fakultatív ZH 2009.05.13Felkészülést 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, és ismertesse, milyen célra alkalmazhatók.5. Milyen PE-féleségeket ismer, melyiket milyen célra lehet az orvosi gyakorlatbanfelhasználni?6. Mely polimerekből készítenek 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 fröccsöntését. Melyek a fröccsöntési ciklus főbblépései?10. Mi okozza a fröccstermék zsugorodását?11. Vázolja fel a fröccsöntéskor a termékben kialakuló orientációt.12. Milyen eljárásokat ismer üreges testek előállítására?13. Ismertesse a szálerősített biokompatibilis termékek anyagrendszerével és technológiájávalszemben támasztott követelményeket.14. Hasonlítsa össze a szálerősített biokompatibilis termékek előállításánál a fröccsöntéses és asajtolásos technológiát. Melyek az előnyök, hátrányok?15. Milyen célra alkalmazzák a PMMA-t (illetve kopolimerjeit) (Plexi) az orvostechnikában ésmiért?

416. Hol alkalmaznak kémiai és 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 és 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 terhelésirányának hatása?24. Mi a kritikus szálhossz, mitől függ az értéke? Mi az aspect ratio, és a rövid szálerősítésűkompozitoknál mekkora szokott lenni?25. Milyen technológiával dolgozhatók fel a rövid szálerősítésű biokompatibilis kompozitok?Hogyan befolyásolja a technológia a szálorientációt?26. Mi a kollagén, hogyan állítják elő, és mire használják az orvostechnikában?27. Mi a kitin, hogyan állítják elő, és mire használják a gyógyászatban? Hogyan készítik akitozánt, és 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, és 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” és „upcycling”? Mondjon példákat.37. Hogyan fejtik ki hatásukat a káros anyagok a környezetben (természetben)? 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 szemészetben 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 szemészetben?52. Ismertesse az ér-protézisekkel szemben támasztott követelményeket. Milyen anyagok éstechnológiák alkalmasak ér-protézisek készítésére?53. Milyen célt szolgálnak a szabályozott gyógyszerleadású rendszerek?

554. Mi az összefüggés a farmakológiában a terápiás index, a halálos adag (LD 50 ) és az effektívdózis (ED 50 ) között?55. Ismertesse a hatóanyag útját a szervezetben a kiürülésig.56. Mi a különbség a nyílt hurkú és a zárt hurkú terápiás rendszerek között?57. Ismertesse a szabályozott gyógyszerleadású terápiás rendszerek legfontosabb típusait.58. Ismertesse a membrán típusú szabályozott gyógyszerleadású terápiás rendszerek felépítését.59. Ismertesse a mátrix típusú szabályozott gyógyszerleadású terápiás rendszerek felépítését.60. Mely esetben rendelkezik nulladrendű kinetikával a (degradábilis) mátrix típusúszabályozott gyógyszerleadású terápiás rendszer?61. Ismertesse a hordozó típusú szabályozott gyógyszerleadású terápiás rendszerek felépítését.62. Hasonlítsa össze a membrán és mátrix típusú TTS rendszereket (előnyök, hátrányok).63. Milyen lehetőségek vannak a polimerek hőstabilitásának növelésére?64. Milyen lehetőségek vannak a polimerek fénystabilitásának növelésére?65. Mik a szuperabszorbensek, hol használják őket?66. Hogyan lehet megnövelt gáz (és pára) áteresztő képességű fóliákat előállítani?67. Ismertesse a fogpótlásnál használatos szilikon elasztomereket.68. Ismertesse a napjainkban használatos sterilezési eljárásokat.69. Milyen sugársterilező eljárásokat ismer?