Нанотехнології в медицині та біології
Спеціальність: Біомедична інженерія (інтернет речей)
Код дисципліни: 6.163.03.E.059
Кількість кредитів: 5.50
Кафедра: Електронні засоби інформаційно-комп'ютерних технологій
Лектор: Професор Дмитро Михайлович Заячук
Семестр: 8 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
Загальні компетентності:
ЗК 1. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
ЗК 2. Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності.
ЗК 5. Здатність проведення досліджень на відповідному рівні.
ЗК 6. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
ЗК 10. Навики здійснення безпечної діяльності.
ЗК 11. Здатність оцінювати та забезпечувати якість виконуваних робіт.
Фахові компетентності:
ФК 1. Розуміти та глибоко знати основи та фізичні засади сучасних нанотехнологій у застосуванні до потреб медицини і біології.
ФК 2. Знати можливості візуалізації і спостереження наноструктур біологічних і медичних об’єктів та вміти вибирати оптимальні з них для вирішення конкретних завдань.
ФК 3. Розуміти суть наномедицини, її основні цілі та потенціальні шляхи досягнення цих цілей.
ФК 4. Мати глибокі знання щодо проблеми адресної доставки ліків як медичної нанотехнології і методу лікування, її призначення, систем доставки та вимог до них, засобів адресації систем та їх наведення на вражені недугом тканини і органи.
ФК 4. Розуміти та ґрунтовно орієнтуватися в питаннях можливості використання для потреб наномедицини матеріалів органічного походження, зокрема, ліпосом та дендримерів.
ФК 5. Розуміти та ґрунтовно орієнтуватися в питаннях можливості використання для потреб наномедицини матеріалів на основі карбону, зокрема, фулеренів та карбонових нанотрубок.
ФК. 6. Розуміти та ґрунтовно орієнтуватися в питаннях можливості використання для потреб наномедицини металевих наноструктур та напівпровідникових квантових точок.
Результати навчання: Освоївши навчальну дисципліну, студент повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
• Розуміти та глибоко знати основи та фізичні засади сучасних нанотехнологій у застосуванні до потреб медицини і біології.
• Знати можливості візуалізації і спостереження наноструктур біологічних і медичних об’єктів та вміти вибирати оптимальні з них для вирішення конкретних завдань.
• Розуміти суть наномедицини, її основні цілі та потенціальні шляхи досягнення цих цілей.
• Мати глибокі знання щодо проблеми адресної доставки ліків як медичної нанотехнології і методу лікування, її призначення, систем доставки та вимог до них, засобів адресації систем та їх наведення на вражені недугом тканини і органи.
• Розуміти та ґрунтовно орієнтуватися в питаннях можливості використання для потреб наномедицини матеріалів органічного походження, зокрема, ліпосом та дендримерів.
• Розуміти та ґрунтовно орієнтуватися в питаннях можливості використання для потреб наномедицини матеріалів на основі карбону, зокрема, фулеренів та карбонових нанотрубок.
• Розуміти та ґрунтовно орієнтуватися в питаннях можливості використання для потреб наномедицини металевих наноструктур та напівпровідникових квантових точок.
• Мати предметну уяву про застосування нанотехнологій і наноматеріалів у різних областях медицини.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пре-реквізити: Відсутні
Ко-реквізити: Відсутні
Короткий зміст навчальної програми: Викладаються основи нанотехнологій в їх застосуванні до потреб медицини і біології: основні поняття наномедицини; візуалізація нанооб’єктів біологічного походження; адресна доставка ліків та системи її реалізації; питання наноносіїв для транспорту ліків, засобів їх адресації та наведення на мішень; сучасні матеріали для наномедицини: ліпосоми, дендримери, наноструктури карбону фулерени і нанотрубки, металеві нанооболонки і наночастинки, напівпровідникові квантові точки; застосування нанотехнологій і наноматеріалів у різних областях медицини: онкології, кардіології, ендокринології, травматології, ортопедії, офтальмології, стоматології; потенційні ризики, які може створювати використання нанотехнологій в медицині.
Опис: Вступ до курсу.
Візуалізація нанооб’єктів: оптичні та електронні мікроскопи
Візуалізація нанооб’єктів: сканувальні зондові мікроскопи
Наномедицина. Адресна доставка ліків.
Матеріали для наномедицини: ліпосоми
Матеріали для наномедицини: дендримери
Матеріали для наномедицини: фулерени.
Матеріали для наномедицини: карбонові нанотрубки.
Матеріали для наномедицини: металеві й металовмісні наночастинки.
Матеріали для наномедицини: квантові точки
Лабораторія на чипі
Новітні розробки в області нанотехнологій у застосуванні до біології і медицини
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль: Виступи на практичних заняттях, розв’язування задач, тестові завдання.
Підсумковий контроль: Екзамен (письмова й усна компоненти).
Розподіл балів у 100-бальній шкалі:
Поточний контроль – 32 бали
Екзаменаційний контроль – 68 балів
З них:
Письмова компонента – 60 балів
Усна компонента – 8 балів
Критерії оцінювання результатів навчання: Рівень засвоєння навчального матеріалу.
Рівень розуміння навчального матеріалу.
Поточні результати на лекціях і практичних заняттях.
Результати тестових контролів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: Відмінно (88 – 100 балів) – студент виконав усі поточні завдання самостійно і отримав у сумі за поточні заняття і підсумковий контроль 88 – 100 % від максимально можливої кількості балів.
Добре (71 – 87 балів) – студент виконав 80 % поточних завдань самостійно і отримав у сумі за поточні заняття і підсумковий контроль 71 – 87 % від максимально можливої кількості балів.
Задовільно (50 – 70 балів) бали – студент виконав не менше половини поточних завдань самостійно і отримав у сумі за поточні заняття і підсумковий контроль 50 – 70 % від максимально можливої кількості балів.;
Незадовільно (менше 50 балів) – студент виконав менше половини поточних завдань і отримав у сумі за поточні заняття і підсумковий контроль менше 50 % від максимально можливої кількості балів.
Рекомендована література: 1. Заячук Д.М., Нанотехнології в медицині та біології, Львів, 2022.
2. Заячук Д.М., Нанотехнології і наноструктури, Львів, 2009.
3. Волков С. В., Ковальчук С. П., Генко В. М., Решетняк О. В.– Нанохімія. Наносистеми. Наноматеріали / К.: Наукова думка, 2008.– 422 с.
4. І.С. Чекман , 3.Р. Ульберг , В.О. Маланчук, Н.О. Горчакова , І. А . Зупанець, Нанонаука, нанобіологія, нанофармація. Монографія - К.:Поліграф плюс , 2012. - 328 с .
5. С. М. Шульга, Ліпосоми і наносоми: структура, властивості, виробництво, Огляд, BIOTECHNOLOGIA ACTA, 2013, V. 6, No 5, с. 19-40.
6. Л.И. Барсуков, Липосомы, Соросовский обозревательный журнал, 1998, №10, с. 2-9.
7. Ю.Д. Семчиков, Дендримеры – новый класс полимеров, Соросовский обозревательный журнал, 1998, №12, с. 45-51.
8. Yu-Chen Wang, Eric Rheaume, Frederic Lesage, and Ashok Kakkar, Synthetic Methodologies to Gold Nanoshells: An Overview, Review, Molecules 2018, 23, 2851; doi:10.3390/molecules23112851
9. Christopher Loo, Alex Lin, Leon Hirsch, Min-Ho Lee, Jennifer Barton, Naomi Halas, JenniferWest, Rebekah Drezek, Nanoshell-Enabled Photonics-Based Imaging and Therapy of Cancer, Technology in Cancer Research & Treatment, 2004, Volume 3, Number 1, pages 33-40.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).