Скачать 277.18 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского» Институт химии УТВЕРЖДАЮ: проректор по учебно-методической работе д.филол.н., профессор Е.Г. Елина "__" __________________20__ г. Рабочая программа дисциплины Полимеры медико-биологического назначения Направление подготовки 020100 – Химия Профиль подготовки Высокомолекулярные соединения Квалификация (степень) выпускника Бакалавр Форма обучения Очная Саратов, 2011 год 1. Цели освоения дисциплины «Полимеры медико-биологического назначения» К настоящему времени исследования, связанные с применением полимеров в медицине и фармакологии, сложились в новое самостоятельное направление современной науки о полимерах. Целями освоения дисциплины «Полимеры медико-биологического назначения» являются: – формирование у обучающихся компетенций, связанных с пониманием проблематики в области полимеров медицинского назначения, – приобретение знаний в области синтеза полимеров медицинской степени чистоты, направленного биологического действия и с заданным сроком пребывания в организме, – получение знаний о физико-химических и биохимических аспектах биосовместимости и тромборезистентности полимерных материалов медицинского назначения, – знакомство с полимерной фармакологией, – формирование навыков коллективной (парной и групповой) работы при выполнении химического эксперимента, – формирование навыков работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов, – формирование навыков самостоятельной работы с учебными и учебно-методическими материалами, профессиональной научной литературой. 2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина «Полимеры медико-биологического назначения» (Б3.В.2) является вариативной профильной дисциплиной профессионального (специального) цикла Б.3 подготовки бакалавров по направлению 020100 «Химия», профиль подготовки «Высокомолекулярные соединения» и преподается в 6 семестре. Материал дисциплины базируется на знаниях, умениях и навыках, приобретенных при освоении базовых дисциплин «Неорганическая химия», «Аналитическая химия», «Органическая химия», «Физическая химия», «Высокомолекулярные соединения» профессионального (специального) цикла ФГОС ВПО по направлению подготовки 020100 «Химия» и вариативной профильной дисциплины «Современные подходы к синтезу полимеров» ООП ВПО по направлению подготовки 020100 «Химия», профиль «Высокомолекулярные соединения». Для успешного освоения дисциплины обучающийся должен владеть знаниями о строении, свойствах и классификации высокомолекулярных соединений, химических свойствах и превращениях макромолекул, их поведении в растворах, иметь представление о структуре и основных физических свойствах полимерных тел, владеть навыками приготовления растворов полимеров, проведения реакций полимераналогичных превращений, уметь проводить титрометрический, гравиметрический и др. анализы, метрологическую обработку результатов эксперимента. Приобретенные в рамках дисциплины «Полимеры медико-биологического назначения» знания, умения и навыки необходимы для их последующего применения при освоении вариативных дисциплин профиля «Высокомолекулярные соединения», прохождения учебной ознакомительной и химико-технологической практик, выполнения выпускной квалификационной (бакалаврской) работы в 8 учебном семестре. 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Полимеры медико-биологического назначения»
В результате освоения дисциплины «Полимеры медико-биологического назначения» обучающийся должен знать: – классификацию полимеров медицинского назначения, – требования, которым должны удовлетворять полимерные материалы медико-биологического назначения, – методы синтеза полимеров медицинской степени чистоты, направленного биологического действия и с заданным сроком пребывания в организме, – физико-химические и биохимические аспекты биосовместимости и тромборезистентности полимерных материалов медицинского назначения, – основные закономерности синтеза полимерных физиологически активных веществ и их поведения в организме; уметь: – получать из полимеров медицинские субстанции различных морфологических форм (растворы, гели, пленки, капсулы и др.), – определять сорбционную емкость полимерных сорбентов, – определять размер и концентрацию надмолекулярных частиц в растворах полимеров, используемых в качестве крове- и плазмозаменителей, – снимать спектры физиологически активных высокомолекулярных веществ и определять их концентрацию в растворе, – оценивать растворимость, биодеградацию и другие свойства медицинских полимерных материалов, – работать на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов; владеть: – методами получения полимеров и полимерных материалов медико-биологического назначения, – способами получения интерполимерных комплексов физиологически активных веществ, – навыками эксперимента по получению полимерных растворов, гелей, пленок, микрокапсул и т.п., – навыками эксперимента по получению таблетированных лекарственных форм с использованием полимерных связующих, – навыками эксперимента по изучению ликвации лекарственного вещества из полимерной матрицы, – навыками коллективной (парной и групповой) работы при выполнении химического эксперимента. – навыками самостоятельной работы с учебными и учебно-методическими материалами, профессиональной научной литературой. 4. Структура и содержание дисциплины «Полимеры медико-биологического назначения» 4.1. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы (144 часа), из них лекции – 1 зачетная единица (36 часов), лабораторные работы – 1 зачетная единица (36 часов), самостоятельная работа – 2 зачетных единицы (72 часа), из которых 1 зачетная единица (36 часов) отводится на подготовку к сдаче экзамена.
4.2. Содержание лекционного курса Проблематика полимерного биоматериаловедения. Основные направления, особенности применения полимерных материалов медицинского назначения. Классификация полимеров медико-биологического назначения. Требования, предъявляемые к полимерным материалам медицинского назначения. Полимеры медико-технического назначения. Преимущества перед аналогичными изделиями из металлов и стекла. Основные требования, предъявляемые к полимерам и материалам, используемым в производстве изделий медтехники. Ассортимент и области применения полимерных материалов медико-технического назначения. Методы получения полимеров медицинской степени чистоты для изготовления материалов медико-технического назначения. Примеры синтеза: полиэтилена высокой плотности при низком и среднем давлении, полиэтилена низкой плотности при высоком давлении, полипропилена (полимеризация), полиамидов (поликонденсационный и полимеризационный способы), поликарбонатов (межфазная поликонденсация, переэтерификация), фторопластов (полимеризация, сополимеризация), полистирола (полимеризация), поливинилхлорида (получение пластикатов), простых, сложных и смешанных эфиров целлюлозы (получение этролов). Полимеры для восстановительной хирургии. Классификация полимеров, используемых для изготовления материалов для восстановительной хирургии: сердечно-сосудистой, внутренних органов и тканей, травматологии и ортопедии, офтальмологии, стоматологии и челюстно-лицевом протезировании. Требования, предъявляемые к полимерам для внутреннего протезирования. Примеры синтеза полимеров: поликапролактама (гидролитическая полимеризация), полиэтилентерефталата (поликонденсация), полиметилметакрилата (полимеризация), кремнийорганических каучуков (каталитическая полимеризация). Биоклеи и клеящие композиции для хирургии внутренних органов. Медицинские нити из полимеров, их классификация. Антимикробные волокна. Нити для перевязочных средств, хирургического шовного материала, протезов трубчатых органов и прочих медицинских материалов. Понятие биосовместимости. Способы оценки биосовместимости. Биологически совместимые полимерные материалы. Требования, предъявляемые к биологически совместимым полимерам. Возможные отрицательные действия синтетических и искусственных полимеров на организм и кровь. Биодеструкция (биодеградация) полимеров в живом организме. Естественный механизм свертывания крови и тромбообразования. Состав крови. Факторы, вызывающие свертывание крови. Последовательность актов процесса гемостаза. Растворение фибрина и предотвращение свертывания крови. Способы оценки тромборезистентности (in vitro и in vivo). Примеры получения антитромбогенных полимерных материалов. Ослабление взаимодействия с элементами крови: биоинертные полимеры; гидрогели. Использование субстанций, препятствующих образованию тромбов: введение гепарина в полимерный материал (способы с использованием ионных и сопряженных связей); фиксация системы растворения фибрина; самосмывающее действие. Использование живого организма для создания антитромбогенных полимерных материалов: пленки с покрытием из эндотелия; материалы биологического происхождения. Взаимодействие полимера с форменными элементами крови. Адсорбция, денатурация и десорбция белка плазмы. Адгезия, когезия и элиминирование тромбоцитов. Последовательность актов тромбообразования на поверхности полимера. Полимеры, используемые в функциональных узлах хирургических аппаратов для разделения и диффузии веществ. Функционирование аппаратов «искусственные легкие» мембранного типа, их преимущества перед аппаратами воздушно-пузырькового типа. Газообмен в естественных легких и его отличие от «искусственных легких». Полимерные материалы, используемые в качестве мембран в аппаратах «искусственные легкие», и предъявляемые к ним требования. Аппараты «искусственная почка», их основные функции и принцип действия. Функционирование естественной почки, отличие «искусственной» почки от естественной. Полимерные мембраны для диализа крови и предъявляемые к ним требования. Проблематика в области создания новых мембран для гемодиализа и гемосорбции. Полимеры медицинского назначения, используемые для диффузии веществ. «Искусственная кожа» (раневые биопокрытия) на полимерной основе как средство при лечении ожогов и других дефектов кожного покрова. Морфологические формы раневых биопокрытий (пленки, губки, матриксы, скаффолды, тканеинженерные конструкции). Требования, предъявляемые к раневым биопокрытиям. Контактные линзы; условия, которым они должны удовлетворять. Преимущества мягких линз перед твердыми. Полимеры направленного биологического действия. Полимерные лекарственные вещества. Особенности полимерной фармакологии. Классификация физиологически активных полимеров. Требования, предъявляемые к полимерным лекарственным средствам. Стратегия и тактика синтеза физиологически активных полимеров. Полимеры в иммунологии. Общие понятия об иммунитете. Природные и синтетические иммуноадъюванты. Механизмы, лежащие в основе иммуностимулирующей активности полимерных адъювантов. Примеры получения сополимеров, продуцирующих интерферон (сополимеры малеинового ангидрида с дивиниловым эфиром, винилметиловым эфиром, винилацетатом, стиролом). Инсулин, естественная регуляция обмена гликогена инсулином. Полимерные энтеросорбенты: микрокристаллическая целлюлоза, полифепан. Противоопухолевые полимерные лекарственные препараты: лентинан, «малый» лентинан, склероглюкан. Средства парентерального белкового питания: полиамин. Фармакологический и медицинский аспект применения хитина и хитозана. Полимерные покрытия. Функции полимерных покрытий. Классификация полимерных покрытий. Диффузионные и эродируемые полимерные формы с контролируемым выделением физиологически активных веществ. Способы получения полимерных покрытий для таблетированных форм лекарственных препаратов с целенаправленным транспортом в требуемую область организма: полимераналогичные превращения (на примере метил-, ацетатов, фосфатов и ацетофталатов целлюлозы), полимеризация (на примере поливинилпиридинов, полиметакриловой кислоты), сополимеризация (на примере сополимеров винилпиридина и его производных с метакриловой кислотой, метакрилатами и стиролом). Пролонгаторы. Функции системы пролонгированного введения лекарственных веществ. Основные закономерности поведения в организме лекарственных препаратов, химически связанных с полимерным носителем. Требования, предъявляемые к полимерам-носителям. Основные синтетические полимеры-носители. Конкретные примеры полимеров – пролонгаторов лекарственных препаратов; полимерные производные низкомолекулярных физиологически активных веществ (антибиотиков, биорегуляторов, витаминов, гормонов и др.). Микрокапсулирование. Основные функции микрокапсул (наночастиц). Полимеры для микрокапсулирования. Липосомы, модифицированные полимерами. Транспорт лекарственных веществ из микрокапсулы. Способы изготовления микрокапсул. Метод получения микрокапсул, основанный на фазовом разделении. Диаграмма состояния системы желатина - вода - сульфат натрия. Влияние соотношения компонентов композиции, температуры, рН среды на морфологию фаз. Практические примеры микрокапсулирования: получение этилцеллюлозных микрокапсул ацетилсалициловой кислоты, ацетофталатных микрокапсул фенацетина и желатиновых микрокапсул фенобарбитала. Синтетические полимеры с собственной физиологической активностью. Нейтральные полимеры как крове- и плазмозаменители. Основные функции крове- и плазмозаменителей. Классификация: противошоковые, дезинтоксикационные крове- и плазмозаменители, препараты парентерального питания. Требования, предъявляемые к полимерным плазмо- и кровезаменителям различного действия. Примеры крове- и плазмозаменителей с собственной физиологической активностью: полиглюкин, гемовинил, желатиноль, гемацел, белковые препараты, гемодез, полидез, реополиглюкин и др. Вспомогательные полимеры для создания лекарственных форм. Использование полимеров в качестве связующих паст, мазей, кремов и пластырей. Полимерные лекарственные пленки, губки, порошки. Использование полимеров для стабилизации эмульсий и суспензий. Использование высокомолекулярных соединений для консервации трансплантантов, мозговой ткани и крови. 4.3. Структура и календарный план лабораторных занятий
5. Образовательные технологии При освоении дисциплины «Полимеры медико-биологического назначения» используются: – традиционные образовательные технологии (лекции, лабораторные работы), – современные активные формы проведения занятий, включающие обучение на основе учебных дискуссий по темам «Биоинертные и биоассимилируемые полимеры как имплантанты в восстановительной хирургии», «Полимерные покрытия: способы получения, функции и назначения», «Нетканые материалы из полимерных нановолокон», «Трансдермальные лекарственные системы на основе полимерной матрицы», опережающей самостоятельной работы (рефераты), а также систем обучения профессиональным навыкам и умениям. Предусмотрены встречи с представителями российских и зарубежных компаний, учеными из профильных учреждений РАН. 6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины. Самостоятельная работа студентов предполагает: – составление опорных конспектов по разделам дисциплины, – освоение теоретического материала [1, 2], – подготовку к лабораторным работам (учебно-методические рекомендации по выполнению лабораторных работ приведены в приложении 1), – оформление лабораторных работ, – подготовку к учебным дискуссиям, – написание реферата, – поиск информации в сети Интернет и библиотеках (ЗНБ СГУ, кафедральная библиотека и др.), – подготовку к текущему и итоговому контролю. Форма итогового контроля – экзамен (билеты в приложении 2). 6.1. Вопросы для самостоятельной подготовки 1. Биоинертные и биоассимилируемые полимеры как имплантанты в восстановительной хирургии, их назначение. (Деловая игра №1) 2. Полимерные покрытия: способы получения, функции и назначения. (Деловая игра №2) 3. Нетканые материалы из полимерных нановолокон. (Деловая игра №3) 4. Трансдермальные лекарственные системы на основе полимерной матрицы. (Деловая игра №4) 5. Сложности, возникающие при создании аппаратов «искусственные легкие» мембранного типа и их причины. 6. Способы оценки и пути достижения биосовместимости полимерных материалов и изделий медико-биологического назначения. 7. Фармакологический аспект использования полимеров в медицине. 8. Реакции, применяемые в синтезе физиологически активных полимеров. 9. Полимерные производные физиологически активных веществ 10. Полимерные формы с нехимически введенным физиологически активным веществом. 11. Липосомы, модифицированные полимерами. 12. Полимерные лекарственные вещества поликатионной и полианионной структуры, их особенности и свойства. 13. Биодеградируемые синтетические и искусственные полимеры. 14. Полимерные матриксы для тканеинженерных конструкций. 6.2. Темы рефератов 1. Структура и свойства электропряденых полимерных нановолокон и нетканых материалов на их основе, используемых в регенеративной медицине. 2. Матриксы и скаффолды из биополимеров как основа создания тканеинженерных конструкций. 3. Новые перспективные полимеры для создания оболочек нано-, микро- и макрокапсул. 4. Биодеструкция полимеров медико-биологического назначения в присутствии биологически активных веществ. 5. Применение полисахаридов для создания фармакологических форм. 6. Новые способы получения энтеросорбентов. 7. Композиционные биоматериалы медицинского назначения. 8. Особенности сорбционных свойств раневых покрытий из природных и искусственных полимеров. 9. Полимеры в биологически активных системах. 10. Хитозан – перспективный биополимер для создания материалов и изделий медицинского, фармакологического и косметологического назначения. 11. Полимерные матриксы для доставки биологически активных веществ в зону запланированной локализации. 12. Нано- и микродисперсии биодеградируемых полимеров как основа инъекционных форм для трудно растворимых лекарственных веществ. |
Российской федерации гоу впо «Саратовский государственный университет... Целью освоения дисциплины «Синтез и свойства водорастворимых полимеров» является формирование у обучающихся компетенций, связанных... | Российской федерации гоу впо «Саратовский государственный университет... «Химия окружающей среды, химическая экспертиза и экологическая безопасность», а также формирования рационального мышления, направленного... | ||
Российской федерации фгбоу впо «Саратовский государственный университет... Дисциплина «Безопасность жизнедеятельности» относится к базовой части профессионального цикла Б3+. Б. 3 | Российской федерации фгбоу впо «Саратовский государственный университет... | ||
Российской федерации фгбоу впо «Саратовский государственный университет... | Российской федерации фгбоу впо «Саратовский государственный университет... Дисциплина «Концепции современного естествознания» относится к вариативной части цикла общих математических и естественнонаучных... | ||
Российской федерации гоу впо «Саратовский государственный университет... Дисциплина «Природные полисахариды и их производные» ( дв2) является вариативной профильной дисциплиной профессионального (специального)... | Российской федерации гоу впо «Саратовский государственный университет... Они даже дали названия целым этапам развития человечества: каменный век, бронзовый век, железный век. С некоторой долей пристрастности... | ||
Российской федерации фгбоу впо «Саратовский государственный университет... Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины 10 | Российской федерации фгбоу впо «Саратовский государственный университет... Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины 7 | ||
Российской федерации фгбоу впо «Саратовский государственный университет... Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины 10 | Российской федерации фгбоу впо «Саратовский государственный университет... Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины 8 | ||
Российской федерации фгбоу впо «Саратовский государственный университет... Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины 11 | Российской федерации фгбоу впо «Саратовский государственный университет... Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины 8 | ||
Российской федерации фгбоу впо «Саратовский государственный университет... Дисциплина «Общий менеджмент» относится к базовой части профессионального цикла ооп впо | Российской федерации фгбоу впо «Саратовский государственный университет... Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной... |