Technische Universität Ilmenau

Biomaterials, interfaces and biomicrosystems - Modultafeln of TU Ilmenau

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module properties module number 200473 - common information
module number200473
departmentDepartment of Mathematics and Natural Sciences
ID of group2425 (Chemistry)
module leaderapl. Prof. Dr. Uwe Ritter
languageDeutsch
term Wintersemester
previous knowledge and experience

Grundvorlesung in Mathematik, Experimentalphysik, Chemie und Werkstoffwissenschaften
Grundvorlesung in Zell- und Mikrobiologie sowie Biochemie

learning outcome

Die Studierenden kennen vertiefte wissenschaftliche Grundlagen von Biomaterialien, Grenzflächen und Biomikrosysteme.  Sie können plausible Prinzipien der Oberflächenchemie systematisieren und Biomaterialien und deren Oberflächenreaktionen als Wissenschaft theoretisch und praktisch durchdringen.

Die Studierenden können Bedeutung der Grenzflächen insbesondere für die medizinische Anwendung  bestimmen. Durch die Diskussion verschiedener Beispiele können Sie auf Basis von wissenschaftlichen, wirtschaftlichen und sozialen Kriterien eine Auswahl für geeignete Biomaterialien begründen.  

Die Vorlesungen und Seminare vermittelten die Fähigkeit, unterschiedliche Auffassungen zur Anwendung von Biomaterialien zu akzeptieren und anzuerkennen. Neben dem Vertreten der eigenen Überzeugung sind die Studenten auch in der Lage, andere Meinungen zuzulassen und im Kontext ihre eigene zu hinterfragen.

Nach den experimentellen Praktika können die Studierenden verschiedene Experimente an Biomaterialien, Grenzflächen und Biomikrosystemen praktisch durchführen.

Die Studierenden können Versuchsreihen selbstständig planen und experimentelle Ergebnisse auswerten. Sie können die Plausibilität experimenteller Daten überprüfen und Schlussfolgerungen für die Auslegung des Biomaterials ableiten.

Die Studierenden sind in der Lage Problemlösungen für einfache Biomikrosysteme in der Gruppe zu erarbeiten. Sie können, vermittelt durch das praktikum die von ihnen entwickelten Lösungen gemeinsam auf Fehler analysieren und korrigieren.

content

Vermittlung von grundlegenden Mechanismen der Adsorption von Biomolekülen (Proteine) sowie der Adhäsion von Zellen (Mikroorganismen, Säugerzellen) und Einführung in messtechnische Methoden und Konzepte zur quantitativen Erfassung der Proteinadsorption (CD + FTIR) und der Zelladhäsion (CLSM + AFM). Vermittlung eines Überblicks über die wichtigsten Arten nicht-kovalenter Kräfte und Energien in wässrigen Medien. Ableitung von makroskopischen Wechselwirkungen auf der Basis von Molekülwechselwirkungen und Vermittlung der Grundlagen zu den wichtigsten messtechnischen Methoden zur Bestimmung von Ober- und Grenzflächenkräften (Kontaktwinkelmessungen, elektrokinetische Messungen, kraftspektroskopische Messungen). Vermittlung der wesentlichsten Grundlagen für das Verständnis von Benetzungstheorien sowie hydrophober und hydrophiler Wechselwirkungen.

Vermittlung eines Überblicks über die wichtigsten Themenfelder der Biomaterialwissenschaften

Bestimmung der funktionsbestimmenden Oberflächen- und Struktureigenschaften

Vermittlung eines Überblicks über grundlegende Verfahren der Charakterisierung und Funktionalisierung von Biomaterialoberflächen

Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Proteinen und Polysachariden und ihr Einsatz als Materialien in der Biotechnologie

Typen, Aufbau, Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Zellen und Geweben (ECM, Zell-Zell- und Zell-Biomaterial Kommunikation)

Immunologische Grundlagen (Zellen des Immunsystems, Mechanismen der Immunabwehr)

Darstellung der grundlegenden Mechanismen der Wundheilung und der Fremdkörperreaktion

media of instruction and technical requirements for education and examination in case of online participation

Tafel, Folien, Beamer-Präsentation, Handouts

literature / references

K.C. Dee, D.A. Puleo, R. Bizios: Tissue-Biomaterial Interactions. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey: 2002

 B.D. Ratner, A.S. Hoffmann, F.J. Schoen, J.E. Lemons: Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine. Elsevier Academic Press, San Diego: 2004

Park, J.B.: Biomaterials Science and Engineering, Plenum Press, New York: 1984

Shi, D.: Biomaterials and Tissue Engineering, Springer-Verlag Berlin Heidelberg: 2004

evaluation of teaching
Details reference subject
module nameBiomaterials, interfaces and biomicrosystems
examination number2400825
credit points10
SWS9 (5 V, 2 Ü, 2 P)
on-campus program (h)101.25
self-study (h)198.75
obligationobligatory module
examoral examination performance, 45 minutes
details of the certificate
alternative examination performance due to COVID-19 regulations incl. technical requirements
signup details for alternative examinations
maximum number of participants
Details in degree program Master Biotechnische Chemie 2020
module nameBiomaterials, interfaces and biomicrosystems
examination number2400825
credit points10
on-campus program (h)101
self-study (h)199
obligationelective module
examoral examination performance, 45 minutes
details of the certificate
alternative examination performance due to COVID-19 regulations incl. technical requirements
signup details for alternative examinations
maximum number of participants