Pla docent de l'assignatura

 

 

Català Castellano English Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Micro i Nanobioenginyeria

Codi de l'assignatura: 571451

Curs acadèmic: 2019-2020

Coordinació: Annalisa Calo

Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica

crèdits: 5

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 125

 

Activitats presencials i/o no presencials

42

 

-  Teoria

Presencial

 

32

 

-  Pràctiques de laboratori

Presencial

 

10

Aprenentatge autònom

83

 

 

Competències que es desenvolupen

 

— Coneixements que aportin una base o oportunitat de ser originals en el desenvolupament i/o aplicació d’idees, sovint en un context de recerca.

— Capacitat per aplicar els coneixements adquirits i solucionar problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb l’àrea d’estudi.

— Capacitat per comunicar conclusions i els coneixements i les raons últimes que les sustenten a públics especialitzats i no especialitzats d’una manera clara i sense ambigüitats.

— Habilitats d’aprenentatge que permetin continuar estudiant d’una forma que haurà de ser en gran manera autodirigida o autònoma.

 

— Habilitats per participar en projectes de recerca i desenvolupament tecnològic.

 

— Capacitat per gestionar bibliografia, documentació, legislació, bases de dades i programari propis i específics de l’enginyeria biomèdica.

— Capacitat per conèixer, entendre i utilitzar els principis de sensors, condicionadors i sistemes d’adquisició de senyals biomèdics.

— Capacitat per conèixer, entendre i utilitzar els principis dels equips i sistemes de monitoratge, diagnòstic i teràpia.

— Capacitat per verificar experimentalment la validesa dels models teòrics dels aparells, dispositius, màquines i sistemes propis de l’enginyeria biomèdica.

— Capacitat per comparar, classificar i comprendre els elements dels microsistemes i la nanobioenginyeria.

— Capacitat per identificar, formular i resoldre problemes complexos d’enginyeria biomèdica.

 

 

 

 

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

L’objectiu de l’assignatura és, d’una banda, proporcionar una visió general de les aplicacions de la nanotecnologia als camps de la biologia cel·lular i molecular i a la biomedicina, i evidenciar els avantatges excepcionals que presenta aquesta ciència respecte a les tècniques d’estudi biològiques convencionals.

D’altra banda, el curs té per objectiu descriure l’impacte que poden tenir les micro- i nanotecnologies en el camp de la diagnosi mèdica, tant pel que fa a sistemes de diagnosi in vitro (laboratoris en un xip, imatges mèdiques in vitro basades en micro- i nanotecnologies) com pel que fa a sistemes de diagnosi in vivo (dispositius implantables, imatges mèdiques in vivo basades en micro- i nanotecnologies).

 

— Conèixer les diferents micro- i nanotecnologies disponibles actualment i el seu grau de maduresa.

— Conèixer els biosensors i els bioxips.

— Conèixer els fonaments per a la implementació de xips microfluídics.

— Conèixer els fonaments de detecció d’àcids nucleics, anàlits, disseny de microarrays, etc.

— Conèixer les aplicacions en l’àmbit nanotecnològic i el desenvolupament de labs on a chip.

— Conèixer les necessitats del sector de productes sanitaris.

— Conèixer la metodologia utilitzada en activitats d’R+D+i en les empreses i els centres i grups de recerca científica i tecnològica públics i privats.

— Conèixer els nous equips sanitaris relacionats amb les noves formes d’atenció sanitària.

— Conèixer les característiques que han de reunir les nanopartícules per poder ser utilitzades per al diagnòstic mèdic per imatge i el transport controlat de fàrmacs.

— Tenir una visió general dels diferents tipus de nanopartícules que es poden utilitzar amb aquesta finalitat, sent conscient del caràcter multidisciplinari d’aquesta àrea tan complexa.

— Conèixer els diferents mètodes de preparació de nanopartícules.

— Conèixer la influència de la síntesi en les propietats dels nanomaterials.

 

Referits a habilitats, destreses

— Adquirir competències en la capacitat d’analitzar de manera crítica els nous desenvolupaments tecnològics i veure l’aplicació potencial  a problemes reals en biologia i medicina.

 

— Adquirir experiència pràctica en la síntesi i caracterització de nanopartícules.

— Manejar algunes de les fonts bibliogràfiques més habituals en què es troba informació sobre nanopartícules.

— Estudiar els organismes a escala cel·lular i molecular amb l’objectiu de comprendre els processos de la vida.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Breu resum dels continguts de l’assignatura

*  
1. Introducció als microsistemes i la nanobioenginyeria

2. Bio-MEMS

3. Tecnologies de microfabricació

4. Microsensors i microactuadors

5. Aplicacions mèdiques dels microsistemes

6. Introducció a la nanomedicina i a la nanofabricació

7. Aplicacions «lab on a chip» i altres nanosistemes en nanomedicina

8. Nanobiomecànica i microscòpia de forces atòmiques

9. Aplicacions mèdiques de les nanopartícules

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

Consisteix en classes presencials teòriques en què es presenten els conceptes principals que l’estudiant ha d’adquirir. En les pràctiques de laboratori s’analitzen diferents tecnologies, posant èmfasi en els problemes concrets que presenten en el desenvolupament experimental. En els treballs tutoritzats l’alumnat entra a fons en una tecnologia o aplicació concreta.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

La modalitat d’avaluació és l’avaluació continuada, que inclou una prova objectiva en acabar les exposicions teòriques, un treball de recerca bibliogràfica, els informes de pràctiques i diversos exercicis al llarg del curs, amb la ponderació següent:

— Exercicis: 25 % de la nota.
— Treball: 25 %.
— Pràctiques: 25 %.
— Examen: 25 %.

 

Avaluació única

L’alumnat que renunciï a l’avaluació continuada dins dels terminis establerts pot optar a la modalitat d’avaluació única, que consisteix en una prova objectiva, sempre que hagi assistit a les sessions pràctiques.

— Examen: 75 % de la nota (part escrita i presentació oral).
— Pràctiques: 25 %.

 

 

Fonts d'informació bàsica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Llibre

Cooper, Geoffrey M. ; Hausman, Robert E. The Cell: a molecular approach, 6th. Sunderland, MA : Sinauer , 2013  Enllaç

Students Web support: http://www.sinauer.com/cooper/4e/index.html  Enllaç

Nanobiotechnology: concepts, applications and perspectives. Weinheim : Wiley-VCH, 2004   Enllaç

Mauro Ferrari, BioMEMS and Biomedical Nanotechnology, Springer 2006

Albert Folch, Introduction to BioMEMS, CRC Press 2013.

Article

S. P. Leary, C. Y. Liu, C. Yu, M. L. J. Apuzzo, Nanomedicine: Targeted nanotherapy, nanosurgery and progress toward the realization of nanoneurosurgery, Neurosurgery 1009, 58 (2005)

S. P. Leary, C. Y. Liu, C. Yu, M. L. J. Apuzzo, Progress in Nanoscience, Nanotechnology and the comprehension of the events in the mesoscale realm, Neurosurgery 57, 606 (2005).

G. M. Whitesides, The right size of nanobiotechnology, Nature Biotechnology 21, 1161 (2003)

R. Freitas, What is Nanomedicine?, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 1, 3 (2005).

S. P. Leary, C. Y. Liu, C. Yu, M. L. J. Apuzzo, Nanomedicine: Diagnostics and imaging at the nanoscale level, Neurosurgery 58, 805 (2006)