Nazwa przedmiotu: MECHANIKA I WYTRZYMAŁOŚĆ STRUKTUR KOSTNYCH I IMPLANTÓW Strength and Mechanics of Bone Structure and Implants Kierunek: Inżynieria Biomedyczna Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy moduł specjalności inżynieria rehabilitacyjna Rodzaj zajęć: wykład, laboratorium Forma studiów: studia stacjonarne Poziom kwalifikacji: I stopnia Liczba godzin/tydzień: 2W E, 1L Kod przedmiotu: S2_3_ss Rok: III Semestr: V Liczba punktów: 4 ECTS I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE C1. Zapoznanie studentów z budową oraz własnościami struktur tkankowych. C2. Zapoznanie studentów z metodami badań wytrzymałościowych elementów układu kostnego człowieka oraz implantów. C3. Nabycie przez studentów praktycznych umiejętności w zakresie doboru metody oraz prowadzenia badań struktur kostnych i implantów. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Wiedza z zakresu materiałoznawstwa i biomateriałów. 2. Wiedza z zakresu anatomii i fizjologii człowieka. 3. Podstawowa wiedza z zakresu mechaniki i wytrzymałości materiałów. 4. Umiejętność wykonywania doświadczeń. 5. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji. 6. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie. 7. Umiejętności prawidłowej interpretacji i prezentacji własnych działań. EFEKTY KSZTAŁCENIA EK 1 posiada wiedzę teoretyczną z zakresu budowy i materiałów tkankowych, EK 2 zna metody badań i oceny struktur kostnych, EK 3 zna metody badań wybranych implantów, EK 4 potrafi wybrać metodę oraz przeprowadzić badania własności preparatów kostnych oraz implantów metalicznych, EK 5 potrafi opracować wyniki badań oraz przygotować sprawozdanie z przebiegu realizacji ćwiczeń, ma świadomość ważności swoich badań oraz rozumie potrzebę przekazywania informacji na temat istotnych osiągnięć. WIMiI_IB_Ist_S2_3_ss Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 1/6
TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć WYKŁADY Liczba godzin W 1,2 Rodzaje i budowa struktur tkankowych. Tkanka chrzęstna, tkanka mięśniowa 4 oraz tkanka kostna. W 3,4 Właściwości mechaniczne struktur kostno-stawowych. 4 W 5 Niejednorodność i zmiany własności kości. 2 W 6,7 Przebudowa kości. Adaptacja funkcjonalna tkanki kostnej. 4 W 8 Metody badań i oceny wytrzymałościowych struktur tkankowych. 2 W 9,10,11 Badania doświadczalne w implantologii: tensometria oporowa, 6 elastooptyka, interferometria holograficzna, fotografia plamkowa. W 12 Właściwości mechaniczne tworzyw implantacyjnych. 2 W 13, 14 Kryteria oceny i metody badań trwałości wybranych typów implantów. 4 W 15 Badania kliniczne implantów. 2 Forma zajęć LABORATORIUM Liczba godzin L 1 Badania mikrostruktury tkanek kostnych w wykorzystaniem komputerowej analizy 1 obrazu. L 2,3 Badanie preparatów kostnych. 2 L 4,5 Wyznaczanie tworzyw metalicznych stosowanych na 2 implanty. Pomiary twardości. L 6 Próba skręcania wkrętów kostnych. 1 L 7 Statyczna próba zginania płytek kostnych. 1 L 8 Statyczna próba zginania grotów i drutów kostnych. 1 L 9,10 Badania wytrzymałościowe trzpieni endoprotez stawu biodrowego. 2 L 11,12 Wyznaczanie charakterystyk bio wybranych metod zespoleń 2 kości. L 13 Badanie przyczepności powłok. 1 L 14 Podstawy pomiaru odkształceń z użyciem tensometrów rezystancyjnych. 1 L 15 Ocena kliniczna implantowanego stawu biodrowego. 1 NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych 2. ćwiczenia laboratoryjne, opracowanie sprawozdań z realizacji przebiegu ćwiczeń 3. maszyna wytrzymałościowa 4. twardościomierz 5. instrukcje do wykonania ćwiczeń laboratoryjnych 6. próbki do badań (preparaty, implanty) 7. przyrządy pomiarowe WIMiI_IB_Ist_S2_3_ss Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 2/6
SPOSOBY OCENY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA) F1. ocena przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych F2. ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania badań F3. ocena sprawozdań z realizacji ćwiczeń objętych programem nauczania P1. ocena umiejętności wykonywania zadań badawczych oraz sposobu prezentacji uzyskanych wyników zaliczenie na ocenę* P2. ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu - egzamin *) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym konsultacje Zapoznanie się ze wskazaną literaturą Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych Wykonanie sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych (czas poza zajęciami laboratoryjnymi) Przygotowanie do egzaminu egzamin Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 30W 15L 45 godz. 5 godz. 20 godz. 7,5 godz. 5 godz. 14,5 godz. 3 godz. Suma 100 godz. LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA PRZEDMIOTU Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i projektowych 4 ECTS 2,1 ECTS 1,1 ECTS LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA 1. Będziński R.: Biomechanika inżynierska. Zagadnienia wybrane, Wyd. Pol. Wrocławskiej, Wrocław 1997 2. Łaskawiec J., Michalik R.: Zagadnienia teoretyczne i aplikacyjne w implantach, Wyd. Pol. Śląskiej, Gliwice 2002. 3. Marciniak J.: Biomateriały, Wyd. Pol. Śląskiej, Gliwice, 2002. 4. Prendergast P. J.: Biomechanical techniques for pre-clinical testing of prostheses and implants, Centre of Excellence for Advanced Materials and Structures, Lecture notes 2, Warszawa, 2001. 5. Jastrzębski P., Mutermilch J., Orłowski W.: Wytrzymałość materiałów tom I i II, ARKADY, Warszawa, 1985. 6. Lippert H.: Anatomia Tom I i II, Wydawnictwo Medyczne Urban&Partner, Wrocław, 1998. 7. Normy serii ISO 7206 (1995, DIN/ISO). 8. Marciniak J. Ćwiczenia laboratoryjne z biomateriałów. Wyd. Politechniki Śląskiej Gliwice 1999 9. red. Nałęcz M.: BIOCYBERNETYKA I INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA 2000, Tom 5. Biomechanika i inżynieria rehabilitacyjna, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2002. PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL) 1. dr inż. Wojciech Więckowski wieckowski@iop.pcz.pl WIMiI_IB_Ist_S2_3_ss Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 3/6
MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia EK1 EK2 EK3 EK4 EK5 Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) K_W09 K_W22 K_K02 K_W05 K_K03 K_W05 K_W06 KW_05 K_U05 K_U07 K_U15 KIR_U03 KIR_U10 K_U14 K_U30 K_K01 K_K07 Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny C1 W1-8 1 P2 C2 C2 C2,C3 C2,C3 W8-11 W9-15 W8-14 W8-15 1 1 2-7 5,7 P2 F1, F2 P2 F1, F2 F1 F2 F3 P1 WIMiI_IB_Ist_S2_3_ss Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 4/6
II. FORMY OCENY SZCZEGÓŁY Efekty kształcenia Na ocenę 2 Na ocenę 3 Na ocenę 4 Na ocenę 5 EK1 wiedzę z zakresu budowy i struktur tkankowych EK2 Student zna metody badań struktur kostnych EK3 Student zna metody badań i oceny wybranych implantów medycznych EK4 Student posiada umiejętności w zakresie prowadzenia badań preparatów kostnych oraz implantów Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu budowy i struktur tkankowych, braki uniemożliwiają dalsze poszerzanie wiedzy Student nie zna metod badania struktur kostnych, nie potrafi posługiwać się odpowiednią terminologią Student nie zna metod badań i oceny implantów medycznych, nie potrafi posługiwać się odpowiednią terminologią Student nie jest przygotowany do zajęć, nie potrafi wskazać prawidłowej metody oraz nie uczestniczy w realizacji badań podstawowe treści z zakresu budowy i struktur tkankowych Student zna podstawowe metody badań i oceny materiałów Student zna podstawowe metody badań i oceny implantów Student nie potrafi w pełni wykorzystać zdobytej wiedzy, ma trudności z jej zastosowaniem podczas wykonywania badań wiadomości w zakresie pozwalającym na zrozumienie większości zagadnień z przedmiotu wiedzę w zakresie metod badań kości, poprawnie posługuje się terminologią z zakresu materiału objętego programem wiedzę w zakresie metod badań doświadczalnych w implantologii, biegle posługuje się terminologią z zakresu materiału objętego programem Student poprawnie wykorzystuje wiedzę oraz samodzielnie rozwiązuje problemy wynikające w trakcie realizacji ćwiczeń laboratoryjnych Student bardzo dobrze opanował wiedzę z zakresu materiału objętego programem nauczania, samodzielnie zdobywa i poszerza wiedzę przy użyciu różnych źródeł pełny zakres wiedzy, samodzielnie rozwija swoje uzdolnienia, biegle posługuje się zdobytymi wiadomościami pełny zakres wiedzy, samodzielnie rozwija swoje uzdolnienia, biegle posługuje się zdobytymi wiadomościami Student potrafi dokonać wyboru metody badań, aktywnie i bezpiecznie uczestniczy w ich realizacji, proponuje alternatywne rozwiązania WIMiI_IB_Ist_S2_3_ss Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 5/6
EK5 Student potrafi efektywnie prezentować i dyskutować wyniki własnych działań Student nie opracował sprawozdania/ Student nie potrafi zaprezentować wyników swoich badań Student wykonał sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia, ale nie potrafi dokonać interpretacji oraz analizy wyników własnych badań Student wykonał sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia, prawidłowo opracował wyniki swoich badań Student wykonał sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia, potrafi w sposób zrozumiały prezentować, oraz dyskutować osiągnięte wyniki, sformułował wnioski Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia odpowiadające ocenie wyższej. III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE Wszelkie informacje dla studentów dotyczące przedmiotu w tym harmonogramu odbywania zajęć, warunków zaliczenia oraz konsultacji są przekazywane podczas pierwszych zajęć z przedmiotu oraz umieszczone są na tablicach informacyjnych Instytutu Technologii Mechanicznych. WIMiI_IB_Ist_S2_3_ss Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 6/6