|
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.
|
|
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).
|