SylabUZ
| Course name | Design and Material Selection in Medical Applications |
| Course ID | 06.9-WM-IB-D-10_19 |
| Faculty | Faculty of Mechanical Engineering |
| Field of study | Biomedical Engineering |
| Education profile | academic |
| Level of studies | Second-cycle studies leading to MSc degree |
| Beginning semester | winter term 2022/2023 |
| Semester | 2 |
| ECTS credits to win | 7 |
| Course type | obligatory |
| Teaching language | polish |
| Author of syllabus |
|
| The class form | Hours per semester (full-time) | Hours per week (full-time) | Hours per semester (part-time) | Hours per week (part-time) | Form of assignment |
| Lecture | 30 | 2 | 18 | 1,2 | Exam |
| Laboratory | 30 | 2 | 18 | 1,2 | Credit with grade |
| Project | 30 | 2 | 18 | 1,2 | Credit with grade |
Celem przedmiotu jest poznanie zasad projektowania doboru materiałów w projektowaniu inżynierskim dla wyrobów medycznych przeznaczonych do współdziałania z biologicznymi systemami, w celu leczenia, diagnozowania, poprawiania lub zastąpienia częściowego lub całkowitego żywej tkanki, narządu lub spełniania ich funkcji w organizmie, zdobycie umiejętności projektowania doboru materiałów dla wyrobów medycznych.
Ukończony I stopień studiów - kierunek inżynieria biomedyczna lub pokrewny (przedmioty: materiałoznawstwo, technologia informacyjna, komputerowe wspomaganie projektowania inżynierskiego CAD, biomateriały, mechanika i wytrzymałość materiałów, biomechanika, techniki wytwarzania wyrobów medycznych).
Treść wykładów. Podstawowe wymagania dotyczące właściwości fizycznych, chemicznych, mechanicznych i biologicznych oraz ograniczenia materiałów stosowanych na wyroby medyczne. Wymagania technologiczne odnośnie stanu powierzchni. Materiały klasyczne i współczesne, materiały konstrukcyjne i funkcjonalne: metaliczne, polimerowe, ceramiczne, kompozytowe i węglowe. Materiały inteligentne, stopy z pamięcią kształtu oraz nanomateriały. Planowanie i dobór badań. Projektowanie, wytwarzanie, konfekcjonowanie materiałów dla medycyny. Metody wytwarzania wyrobów wykonanych z materiałów o szczególnych właściwościach (fizyczne, chemiczne, mechaniczne, biologiczne, elektryczne, biozgodność). Obróbka powierzchniowa wyrobów. Procedury doboru materiałów – wykresy Ashby’ego. Dobór materiałów z uwzględnieniem współzależności występujących w układzie: funkcja wyrobu – materiał i jego właściwości – wymagany kształt – proces technologiczny. Komputerowe wspomaganie projektowania i doboru materiałów na wyroby medyczne . Weryfikacja zadania projektowego metodą MES.
Treść zajęć laboratoryjnych: Korzystanie z klasyfikacji i właściwości materiałów i procesów. Szukanie materiałów o określonych właściwościach i spełniających szczególne warunki eksploatacji wyrobu medycznego – metoda limit. Wybór materiałów kształtowanych przez określone procesy technologiczne (odlewanie, wytłaczanie, wtryskiwanie, prasowanie). Zadania z rozwiązaniami – na podstawie M. Ashby–Exercises). Używanie wykresów doboru materiałów do zaprojektowania przykładowych wyrobów medycznych: endoproteza stawu biodrowego (kolanowego), instrumenty nietnące – do ekstrakcji zęba, skalpel chirurgiczny, nożyczki do kości żeber i innych cienkich kości (kostotom), implant (proteza) gałki ocznej, soczewka wewnątrzgałkowa, zastawka serca (antykoagulanty),siatka przepuklinowa, stent, wyciąg ortopedyczny, membrana w miernikach do badania ciśnienia krwi.
Wykłady konwencjonalne z wykorzystaniem środków audiowizualnych.
Zajęcia laboratoryjne w zespołach kilkuosobowych, dobór materiału w projekcie inżynierskim wyrobu medycznego.
| Outcome description | Outcome symbols | Methods of verification | The class form |
Warunkiem zaliczenia części wykładowej jest uzyskanie pozytywnej oceny pisemnych odpowiedzi na pytania egzaminacyjne dotyczące teoretycznych zagadnień przedmiotu.
Ocena z laboratorium jest określana na podstawie sprawdzania przygotowania się studenta do zajęć i ich realizacji oraz sprawozdań/raportów będących efektem wykonania wszystkich przewidzianych do realizacji ćwiczeń.
Ocenę końcową przedmiotu stanowi średnia arytmetyczna ocen z wykładu, projektu i laboratorium.
1. Biomateriały, Tom 4, pod red. S. Błażewicz, Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna, 2003, red. M.Nałęcz, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2003.
2.J. Marciniak, Biomateriały, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,Gliwice 2002.
3. M.F. Ashby, Dobór materiałów w projektowaniu inżynierskim, Pergamon Press, Oxford 1998.
4. M.F.Ashby, Materials Selection in Mechanical Design, 4-te wydanie, 2010.
Modified by dr hab. inż. Tomasz Klekiel, prof. UZ (last modification: 27-04-2022 15:38)
