Předmět: Bioaktivní povrchy a plazmová medicína

» Seznam fakult » FPR » UFY
Název předmětu Bioaktivní povrchy a plazmová medicína
Kód předmětu UFY/412
Organizační forma výuky Přednáška
Úroveň předmětu Doktorský
Rok studia nespecifikován
Četnost výuky V každém akademickém roce, jen v letním semestru.
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 3
Vyučovací jazyk čeština, angličtina
Statut předmětu Povinně-volitelný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Dostupnost předmětu Předmět je nabízen přijíždějícím studentům
Vyučující
  • Straňák Vítězslav, prof. RNDr. Ph.D.
Obsah předmětu
1. Aktuální témata v biomedicíně Souhrn žhavých témat: biodetekce, diferenciace buněk, antibakteriální/antimikrobiální vlastnosti, regulované uvolňování v místě a čase. 2. Plazma pro biomedicínu a přípravu bioaktivních povrchů Definice plazmatu, aktivní částice ve výbojích, nízkotlaké a atmosférické výboje, výboje pro biomedicínu, příprava funkčních vrstev, funkcionalizace povrchu 3. Živé organismy I Složení živých organismech - voda, ionty, jednoduché molekuly a metabolity. Biomakromolekuly - cukry, lipidy, proteiny, nukleové kyseliny. 4. Živé organismy II Struktura buňky - prokaryotické a eukaryotické organismy, organely a kompartmenty buňky, multibuněčné struktury, vyšší organismy, orgány a tkáně lidského těla 5. Životní pochody Základní procesy v živých organismech - replikace DNA, Centrální dogma (transkripce a translace), metabolimus (ŠTĚRBA) 6. Obranné mechanismy lidského těla Vrozená a získaná imunita, zánět, srážení krve, povrchy v lidském organismu a jejich interakce s buňkami a molekulami (ŠTĚRBA) 7. Nanostruktury pro (bio)senzory Základní fyzikální principy detekce využívající nanostrukturovaných povrchů: SPR, LSPR, SERS, LMR, RS, MA-LDI, MS,. Příklady a uplatnění v praxi. 8. Oseointegrace Interakce povrchu s živou tkání. Adheze proteinů. Růst kostních buněk. Růstové faktory, non-fouling a fouling povrchy, povrchy s funkčními skupinami, grafting biomolekul na povrchy, užití oseintegračních povrchů v praxi 9. Antibakteriální povlaky Různé přístupy tvorby antibakteriálních povlaků. Antibakteriální nanočástice a jejich interakce s živými organismy. Antibakteriální kovy a kovové ionty. Antibakteriální vlastnosti založené na povrchové energii, topografii a chemickém složení vrstvy. 10. (Nano)materiály pro theronostiku Theranostika jako kombinace terapeutického a diagnostického přístupu, nanomedicína, nanočástice jako nosiče léčiv, nanogely, částice jako nanorobot, nanočástice pro bioimiging a léčbu, magnetické a plazmonické nanočástice. 11. Plazmová sterilizace Sterilační a dekontaminační vlastnosti plazmatu, fyzikálně-chemická eroze, deaktivace patogenů, deaktivace proteinů, role reaktivních částic, sterilizace za atmosférického tlaku. 12. Plazmová medicína Základní principy, výboje vhodné pro terapeutické účely, vliv reaktivních částic ROS a RNS, podmíněná koagulace, interakce buňka-plazma.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Demonstrace, Laboratorní práce
  • Účast na výuce - 26 hodin za semestr
  • Domácí příprava na výuku - 13 hodin za semestr
  • Příprava na zkoušku - 26 hodin za semestr
Výstupy z učení
Cílem je seznámit studenty s moderními směry výzkumu a vývoje v oblasti plazma medicíny a plazmových nanotechnologií pro přípravu povrchů, které nacházejí uplatnění v biomedicínských aplikacích. Mimoto jsou zahrnuta i témata přímé interakce plazmatu s živým organismem. Součástí kurzu jsou rovněž partie pokrývající úvod do biologie živých organismů.
Po absolvování předmětu budou studenti a studentky znát nejnovější trendy o oblasti plazmové medicíny, a budou mít přehled v oblastech na pomezí fyziky plazmatu a biologie.
Předpoklady
Doporučené je absolvování předmětu Fyzika plazmatu a/nebo Plazma povrchové nanoinženýrství.
UFY/426
----- nebo -----
UFY/428

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška

Prokázání znalostí v rozsahu odpřednášených témat.
Doporučená literatura
  • A. Friedman, Plasma medicine, Wiley, (2013).
  • A. Tuantranont, Applications of Nanomaterials in Sensors and Diagnostics, Springer, (2013).
  • A.J. Domb, K.R. Kunduru, Antimicrobial Materials for Biomedical Applications, Royal Society of Chemistry, (2019).
  • A.P.F. Turner, I. Karube, G.S. Wilson, Biosensors: Fundamentals and Applications, Oxford Science Publications, (1986).
  • D.J. Whitehouse, Handbook of Surface and Nanometrology, CRC Press, New York, (2011.
  • M.A. Lieberman, A.J. Lichtenberg, Principles of plasma discharges and materials processing, J. Wiley, New York (2005).
  • R. dAgostino, Plasma Deposition, Treatment, and Etching of Polymers, Academic Press, Inc, (1990).
  • R. Hippler, H. Kersten, M. Schmidt, K. H. Schoenbach: Low Temperature Plasma,: Fundamentals, Technologies and Techniques, Wiley-VCH, (2008).
  • Z. Dai, Advances in Nanotheranostics I, Springer, (2016).


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr