TEMATY PROJEKTÓW INŻYNIERSKICH W KATEDRZE INŻYNIERII BIOMEDYCZNEJ w roku akademickim 2016/2017 Wydział Chemiczny Ogniwo litowo-jonowe do zasilania rozrusznika serca Lithium-ion battery for pace maker A. Lisowska-Oleksiak P. Nowak Opracowanie konstrukcji i wykorzystanie nanomateriałów w akumulatorze wysokiej energii 1. Analiza danych literaturowych na temat ogniw litowo-jonowych stosowanych w implantach rozruszników serca 2. Wykonanie obliczeń zapotrzebowania na energię w długoterminowym użytkowaniu rozrusznika. 3. Testy elektrochemiczne wybranych materiałów anodowych lub/ oraz katodowych w celu wyznaczenia pojemności właściwej ładunku badanego materiału. 4. Projekt urządzenia zawierającego badany materiał anodowy/lub katodowy 5. Opracowanie pracy 1. C.A. Vincent, B. Scrosati Modern Batteries 2. Aktualne opracowania literaturowe 3. materiały dostępne w KChiTMF 2 Superkondensator elektrochemiczny z tlenkiem grafenu do zastosowań medycznych Supercapacitor with inorganic nanomaterials for medical application A. Lisowska-Oleksiak P. Nowak Opracowanie konstrukcji i wykorzystanie nanomateriałów w superkondensatorze elektrochemicznym 1. Analiza danych literaturowych na temat zastosowań kondensatorów elektrochemicznych w medycynie 3. Testy elektrochemiczne wybranych materiałów elektrodowych w celu wyznaczenia pojemności właściwej elektrycznej badanego materiału. 4. Projekt urządzenia zawierającego badany materiał elektrodowy w układzie symetrycznym 5. Opracowanie pracy 1. B.E. Conway Electrochemical Capacitors, Scientific Fundamentals and Technological Applications, Springer 2010 2. Aktualne opracowania literaturowe 3. materiały dostępne w KChiTMF
3 Powłoki pokimerowe do stentów układu sercowo-naczyniowego Polymer thin films for cardiovascular stents A. Lisowska-Oleksiak P. Nowak Opracowanie technologii wytwarzania warstw polimerowych na podłożu materiału chirurgicznego 1.Opracowanie literaturowe dot. elektroosadzania polimerów elektroaktywnych. 2. Przeprowadzenie prób syntezy polimeru na podłożach stalowych i/lub chromowo-kobaltowych. 3. Charakterystyka otrzymanych powłok metodami elektrochemicznymi (EIS, CVA). 4. Badania morfologii warstw metodą SEM. 5. Przyspieszone testy stabilności w czasie ekspozycji do płynów fizjologicznych. 6. Opracowanie pracy na podstawie własnych wyników. 1. Conducting Polymers, Inzler G. 2. V. Karagiozaki, Biochim Biophys Acta. 2013 Sep;1830(9):4294-304. Bioelectronics meets nanomedicine for cardiovascular implants: PEDOTbased nanocoatings for tissue regeneration. 3.Bieżąca literatura patentowa 4 Modyfikacja karboksylowanych i fosfonowych pochodnych nanorurek węglowych potencjalnych nośników leków Modification of carboxylated and phosphonic derivatives of carbon nanotubes potential carriers of medicines Prof. dr hab. inż. Jan Biernat Dr inż. Kamila Żelechowska (Wydział Fizyki Techn. i Mat. Stos.) Opracowanie metody konwersji grup karboksylowych nanorurek węglowych w pochodne fosfonowe. Wstępna charakterystyka otrzymanych produktów. 1 Dokonanie wyboru rodzaju nanorurek węglowych z ugrupowaniami COOH, 2 Przekształcenie grup karboksylowych w bisfosfonowe 3 Fizyczna charakterystyka produktów, głównie spektralna, 4 Ocena podstawowych reakcji chemicznych, 5 Opracowanie literaturowe. 1. Handbook of carbon nanomaterials, F. D Souza, K.M. Kadish; Word Scientific. 2. Literatura oryginalna 5
Ocena przydatności hydroksyazobenzokoron do terapeutycznego monitorowania poziomu litu w płynach ustrojowych metodą spektrofluorymetryczną. The assessment of suitability of hydroxyazobenzocrowns for therapeutic monitoring of lithium levels in body fluids using spectrofluorimetric method dr hab. inż. Ewa Wagner-Wysiecka Celem pracy jest przeprowadzenie badań pozwalających na określenie przydatności makrocyklicznych związków hydroksyazowych do wykrywania i oznaczania jonów litu w płynach ustrojowych. Podstawą projektu będzie przeprowadzenie serii pomiarów spektrofluorymetrycznych określających charakter zmian intensywności fluorescencji dla wybranej pochodnej hydroksyazobenzokoron od stężenia jonów litu w roztworze. 1. Zebranie literatury związanej z tematem realizowanej pracy: - terapeutyczne monitorowanie leków ze szczególnym uwzględnieniem preparatów litowych - metody określania stężenia jonów litu 2. Przeprowadzenie serii pomiarów określających zależność intensywności fluorescencji fluorojonoforu od stężenia jonów litu 3. Przedyskutowanie uzyskanych wyników na tle aktualnych doniesień literaturowych. 1. Zarys biochemii klinicznej i analityki Praca zbiorowa pod red. S. Angielskiego I J. Rogulskiego, PZWL, Warszawa, 1982 2. T. Badzio, J. Rogulski Analityczne podstawy diagnostyki laboratoryjnej Gdańsk, AMG, 2000 3. Diagnostyka laboratoryjna z elementami biochemii klinicznej pod red. A. Dembińskiej-Kieć, J. W. Naskalskiego, Wydawnictwo Urban&Partner, Wrocław, 2002 4. Gründler P.: Chemical Sensors An Introduction for Scientists and Engineers. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007. 5. J.R. Lakowicz, Principles of fluorescence spectroscopy, 3 th Edition, Springer Science + Business Media, New York, 2006. 6. Aktualne pozycje literaturowe z zakresu tematyki pracy wybrane w oparciu o przegląd baz danych np. Web of Science, Chemical Abstracts. Liczba wykonawców 2 Temat pracy jest sformułowany ogólnie. Daje możliwość realizacji pracy 2 studentom, przy czym każda z osób pracuje w sposób indywidualny tj. bada właściwości innego receptora.
6 Amidowe pochodne 1,10-diaza-18-korony-6 jako jonofory magnezowe w membranowych elektrodach jonoselektywnych Amide derivatives of 1,10-diaza-18-crown-6 as magnesium ionophores in membrane ion-selective electrodes dr hab. inż. Elżbieta Luboch, prof. nadzw. PG mgr inż. Maciej Jeszke Celem pracy jest scharakteryzowanie w EJS nowych, tetraamidowych pochodnych 1,10-diaza-18-korony-6 w celu sprawdzenia ich selektywności względem jonów magnezu oraz innych jonów ważnych w diagnostyce medycznej. 1. Przegląd literatury dotyczącej: makrocyklicznych jonoforów, szczególnie tych selektywnych na jony magnezu; membranowych elektrod jonoselektywnych i miniaturowych elektrod jonoselektywnych. 2. Dokonanie, na podstawie danych literaturowych, analizy wpływu struktury amidowych pochodnych diazakorony na selektywność Mg/Ca, Mg/Na i Mg/K membranowych elektrod jonoselektywnych, w których zastosowano tego typu związki jako jonofory. 3. Przygotowanie membran i zbadanie charakterystyki klasycznych elektrod jonoselektywnych zawierających jako jonofory nowo otrzymane związki koronowe. 4. Przygotowanie miniaturowych elektrod typu solid contact, bazujących na węglu szklistym, zawierających membrany o składzie zoptymalizowanym na podstawie badań klasycznych EJS i scharakteryzowanie ich. 5. Opracowanie uzyskanych wyników. 1. Brzózka Z., Wróblewski W.: Sensory chemiczne. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 1998. 2. Brzózka Z.: Miniaturyzacja w analityce. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 2005. 3. Suzuki K. i in., Anal. Chem., 67, 324 (1995). 4. Siswanta D. i in., Anal. Sci., 13, 429 (1997). 5.Umezawa Y., Bühlmann P., Umezawa K., Tohda K., Amemiya S.: Pure & Appl. Chem., 72, 1851 (2000). 1. Bühlmann P., Pretsch E., Bakker E., Chem. Rev., 98, 1593 (1998) i inne prace przeglądowe dotyczące jonoforów dla EJS.
7 Otrzymywanie i badanie właściwości nanosfer stanowiących potencjalne materiały czujników optycznych Obtainment and studies of properties of nanospheres being potential materials for optical sensors dr inż. Natalia Łukasik Otrzymanie stabilnych nanostruktur zawierających chromo- i/lub fluorogeniczny receptor zapewniających efektywne rozpoznawanie ważnych biologicznie jonów w roztworach wodnych. Celem projektu jest zaproponowanie materiału czujnikowego mającego potencjalne zastosowanie w analizach biomedycznych. Liczba wykonawców 2 1. Określenie wpływu składu i sposobu przygotowania nanosfer na ich stabilność. 2. Zbadanie w sposób wizualny zdolności otrzymanych nanostruktur do oddziaływania z jonami (zarówno kationami metali jak i anionami) w układach zawierających wodę. 3. Określenie podstawowych parametrów najbardziej obiecującego materiału czujnikowego t.j. np.: granica wykrywalności i selektywność. 1. X. Xie, A. Gutiérrez, V. Trofimov, I. Szilagyi, T. Soldati, E. Bakker, Anal. Chem. 87, 2015, 9954. 2. J. Zhai, E. Bakker, Analyst 141, 2016, 4252. 3. Z. Jarolimova, M. Vishe, J. Lacour, E. Bakker, Chem. Sci. 7, 2016, 525.
8 Zastosowanie miniaturowych elektrod jonoselektywnych typu solid contact do oznaczania aktywności jonów Na +, K +, Ca 2+ w ludzkiej ślinie Application of miniaturized solid contact ISE for determination of Na +, K +, Ca 2+ ions activity in human saliva dr inż. Radosław Pomećko mgr inż. Marcin Urbanowicz Zaprojektowanie i skonstruowanie miniaturowych czujników potencjometrycznych do oznaczania sodu, potasu i wapnia w ludzkiej ślinie 1. Przegląd literatury dotyczącej budowy i działania elektrod jonoselektywnych oraz składu jonowego śliny 2. Zaprojektowanie składu membran jonoselektywnych 3. Zaprojektowanie i wykonanie roztworów kondycjonujących i kalibracyjnych 4. Wyznaczenie parametrów mierniczych czujników (czułość, zakres liniowy pracy, współczynniki selektywności) 5. Zastosowanie czujników do pomiaru aktywności jonów w ludzkiej ślinie 1. K. M. Mikhelson, Ion selective electrodes, Springer, Heidelberg, 2013 2. A. Jasiński, M. Urbanowicz, M. Guziński, M. Bocheńska, Electroanalysis 27 (2015) 745. 3. E. Bakker, P. Buhlmann, E. Pretsch, Chem. Rev., 97 (1997) 3083. 4. E. Bakker, P. Buhlmann, E. Pretsch, Electroanalysis, 11 (1999) 915. Większość materiałów dostępna jest tylko w języku angielskim 9 Kosmetyczne produkty myjące do zastosowań w pielęgnacji skór szczególnie wrażliwych Cosmetic cleaning products for sensitive skin care applications Dr inż. Agnieszka Głowacz-Różyńska Celem pracy będzie opracowanie receptur środków myjących przeznaczonych do skór wrażliwych i zbadanie ich właściwości. 1. Przegląd literatury, zwłaszcza patentów, dotyczącej preparatów do mycia mających zastosowanie do szczególnie wrażliwej skóry. 2. Wytworzenie preparatów do mycia wg. opracowanych receptur. 3. Zbadanie właściwości i określenie trwałości wytworzonych produktów. 4. Zebranie i opracowanie wyników pracy doświadczalnej, przygotowanie pracy inżynierskiej a podstawie zebranych danych. Specjalistyczna, najnowsza literatura dotycząca tematu (publikacje, monografie) polsko i anglojęzyczna, patenty krajowe i zagraniczne
10 Produkty kosmetyczne przeznaczone do pielęgnacji skór atopowych Cosmetic products for the atopic skins care Dr inż. Agnieszka Głowacz-Różyńska Celem pracy będzie zaprojektowanie receptur emulsji kosmetycznych przeznaczonych do pielęgnacji skór atopowych i zbadanie ich właściwości. 1. Przegląd literatury, zwłaszcza patentów, dotyczącej emulsji kosmetycznych do pielęgnacji skór atopowych. 2. Wytworzenie emulsji kosmetycznych wg. opracowanych receptur 3. Zbadanie właściwości i określenie trwałości wytworzonych produktów. 4. Zebranie i opracowanie wyników pracy doświadczalnej, przygotowanie pracy inżynierskiej na podstawie zebranych danych. Specjalistyczna, najnowsza literatura dotycząca tematu (publikacje, monografie) polsko i anglojęzyczna, patenty krajowe i zagraniczne