medicinsk teknik ”traditionell” materialvetenskap profilen
TRANSCRIPT
Medicinsk teknikProfilen Medicintekniska material
Mål:
• Att ge kunskaper om material av betydelse för medicinska och medicintekniska tillämpningar, samt
• Att ge kännedom om metoder för att skapa, undersöka och använda material inom det biomedicinska området.
Profilansvarig: Thomas Ederth, IFM
”Traditionell” materialvetenskap
• Starka
• Lätta
• Hårda
• Formbara
• ...
phys.org, www.azom.com, EP1669288 B1
• Metaller
• Keramer
• Plaster
• Kompositer
• ...
Speciella materialbehov och utmaningar inom medicinen – Biofunktionella material
• Material som är “osynliga” för immunförsvaret och/eller
förhindrar adsorption av makromolekyler, celler och mikroorganismer.
Implantat, (in vivo) biosensorer, antibakteriella ytor.
• Material för inkapsling, distribution och frisättning av läkemedel.
Kontroll över cirkulationstid, tid och plats för frisättning.
• Material som stimulerar celltillväxt eller differentiering av celler,
in vitro syntes av vävnad – “tissue engineering”.
Cellodling, matriser för vävnadsodling, sårvård, biomedicinsk analys,
regenerering eller kontrollerad tillväxt av ny vävnad.
Material i kommersiella teknologier inom det biomedicinska området
Biosensorer
Implantat,proteser
Kikgel, Affymetrix, Cochlear, Nobel Biocare, P. Tengvall
Chipteknologi
Sårvård
Nucleus® cochleaimplantat
cochlear.com
• Ljud fångas upp, förstärks och
skickas till hörselgången (1).
• Diskantljud skickas i digital form
till implantatet under huden (2).
• Implantatet stimulerar nerver i
snäckan via en elektrod (3).
• Nervresponsen från snäckan (4)
kombineras med responsen från
de förstärkta ljuden (1).
Platinaelektroder i
silikongummi
Mikrofon med
talprocessor
och sändare
Mottagare
och signal-
omvandlare
Silikongummi, platina,
titan och keramer. Strukturering av silikongummiytan
påverkar celladhesion och -tillväxt.
organovo.com
www-materials.eng.cam.ac.uk
Hur väljer manrätt material?
Kunskap om tillämpningenär en förutsättning!
Materialbehov och utmaningar inom medicinen – ’Cardiac patches’
Krav på implantatet:• Mekaniska egenskaper: Flexibel, elastisk
• Stimulera celltillväxt
• Nedbrytbar i kroppen
• Elektriskt ledande
• ...
Syntes av biomaterial
Rekonstruktion av
hjältmuskelfunktion
efter en infarkt
Abeni Wickham, IFM; Prog Polym Sci 37, 715 (2012)
Materialbehov och utmaningar inom medicinen – Chipteknologi för biosensorerYtor och material som förhindrar
ospecifik adsorption av
proteiner och celler i biosensorer.
Fibrinogen och blodplättar
adsorberade till polystyren-
ytan, men inte till hydrogelen!
Hydrogel
p(HEMA-co-PEGMA)
Hydrogeler = polymernätverk med
stor förmåga att ta upp vatten
Tobias Ekblad, IFM Kajsa Uvdal, IFM
Materialbehov och utmaningar inommedicinen – Magnetiska nanopartiklar för MRI
Storleksfördelning
hos partiklarna
Undersökning
av partiklar med
elektronmikroskopi
MR-bild av en
hjärna
Tillverkning och karakterisering av magnetiska eller multifunktionella
(fluorescenta, målsökande…) nanopartiklar av gadolinium;
optimering av material för bästa kontrast vid biomedicinsk avbildning.
Obligatoriska profilkurser
TFYA37 Mjuka material
TFYA47 Ytor och gränsskikt
TFKE59 Grundläggande kemi
TFYA21 Materialvetenskap
TFFY70 Materiefysik 1
TFFM40 Materialtekniska analysmetoder
TFYA92 Projektkurs i Teknisk fysik (CDIO)
eller
TBMT14 Projektkurs i Medicinsk teknik (CDIO)
Gula kurser = kurser inom huvudområdet Teknisk Fysik
Valbara profilkurserTFMT19 Kemiska sensorsystem
TFYA43 Nanoteknologi
TFYA30 Supramolekylär kemi
TMMS07 Biomekanik
TBMT09 Fysiologiska tryck och flöden
TBME08 Biomedicinsk modellering och simulering
TBMT26 Teknik för intensivvård och kirurgi
TBMT36 Biomedicinsk optik
TAOP88 Optimering för ingenjörer
TATM33 Matematiska modeller i biologi
TDDC17 Artificiell intelligens
TDDD38 Avancerad programmering i C++
TNE103/4 Organisk elektronik 1/2
Inom huvudområdet
Teknisk Fysik
