PředmětyPředměty(verze: 913)
Předmět, akademický rok 2022/2023
  
Engineering polymers for biomedicine - AP409017
Anglický název: Engineering polymers for biomedicine
Zajišťuje: Ústav chemického inženýrství (409)
Fakulta: Fakulta chemicko-inženýrská
Platnost: od 2022
Semestr: letní
Body: letní s.:0
E-Kredity: letní s.:0
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:2/0, Jiné [HT]
Počet míst: neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: angličtina
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh: doktorské
Poznámka: předmět je určen pouze pro doktorandy
student může plnit i v dalších letech
Garant: Řehoř Ivan RNDr. Ph.D.
Anotace - angličtina
Poslední úprava: Řehoř Ivan RNDr. Ph.D. (13.05.2022)
The course provides introduction to the world of macromolecules, covers brief overview of polymer physics and chemistry with special focus on contemporary polymer research and technology in biomedical field.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Řehoř Ivan RNDr. Ph.D. (13.05.2022)

Studenti získají následující dovednosti:

porozumnění fundamentálních fyzikálních konceptů, které určují chování polymerů v roztocích

schopnost návrhu syntézy různých polymerů, včetně kontroly jejich délek řetězců

určení parametrů, které jsou zodpovědné za interakci polymerů s živými systémy a to na buněčné úrovni i na úrovni celého organizmu

orientace v současných trendech aplikace polymerů v tkáňovém inženýrství, 3D buněčných kultur a cílení léčiv

Literatura -
Poslední úprava: Řehoř Ivan RNDr. Ph.D. (13.05.2022)

M. Rubinstein and R. H. Colby, Polymer Physics, OUP Oxford, 2003.

G. G. Odian, Principles of polymerization, Wiley-Interscience, Hoboken, N.J, 4th ed., 2004.

R. P. Lanza, R. Langer, J. P. Vacanti and A. Atala, Eds., Principles of tissue engineering, Elsevier, Academic Press, Amsterdam, 5th edition., 2020.

F. Puoci, Ed., Advanced Polymers in Medicine, Springer International Publishing, Cham, 2015.

Studijní opory -
Poslední úprava: Řehoř Ivan RNDr. Ph.D. (13.05.2022)

https://www.youtube.com/watch?v=ZLkCqt1rjv4&list=PLQzQmMdxMv853GFf5mb1JdMId3FW8JsEx

Sylabus - angličtina
Poslední úprava: Řehoř Ivan RNDr. Ph.D. (13.05.2022)

1. Polymer – Introduction and overview: polymer definition and nature, polymer physics, polymer chemistry – synthesis, modification, synthetic and natural polymers, polymer uses, polymer life cycle

2. Polymer physics I – Fractal dimension, ideal and real chains (random walk, excluded volume), thermodynamics of polymers in solution, Flory Huggins theory

3. Polymer physics II – Characterization: optical (scattering, Zimm plot), GPC/SEC, osmometry, electrokinetic properties

4. Polymer chemistry I – Polycondensation, polymerization, copolymers, copolymerization factors, emulsion, suspension polymerization, ATRP, RAFT

5. Polymer reaction engineering I – Introduction to method of moments, kinetics of free-radical polymerization, Trommsdorff-Norrish effect, ceiling temperature

6. Polymer reaction engineering II – Kinetics of polycondensation, gelation

7. Polymer chemistry II – Copolymers, star polymers, dendrimers, gels – physics (percolation, gel point, equilibrium swelling, mesh size, gelation types (physical, chemical, ionic, condensation, vulcanization, addition), linear viscoelasticity – stress vs. strain, relaxation, shear, storage and viscous modulus, dynamics – Rouse and Zimm model, dynamics in unentangled and entangled networks

8. Synthetic polymers in biomedical applications – Acrylates, PEG, PCL, PLA, implants, drug excipients, metabolic degradation

9. Biopolymers – Types (polysaccharides, proteins (globular, structural), DNA), metabolism, functions in living systems, relevant biopolymers, sources, and related chemistry + applications

10. Polymer-body interactions – Cellular level: cell surface and its attachment to its surrounding, internalization pathways, transfection, cell metabolism

11. Polymer -body interaction – Whole body level: pharmacokinetics, resorption from the blood, EPR, transport through tissue, accumulation, excretion, immune system interaction

12. Polymers in drug delivery – Pharmacokinetics vs. size, release mechanisms

13. Polymers in medicine – Orthopedics, ophthalmology, dentistry, oncology, nephrology, wound repair

14. 3D cell cultures, regenerative medicine – Tissue engineering

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Řehoř Ivan RNDr. Ph.D. (13.05.2022)

Úspěšné absolvování ústní zkoušky, zpracování rešeršní práce na aktuální téma bioaplikace polymerů

 
VŠCHT Praha