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生体材料学 / Biomaterials Science

単位数: 1. 担当教員: 成島 尚之, 上田 恭介, 山本 雅哉. 開講年度: 2024. 開講言語: 英語(English).

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
(大学院シラバス・時間割・履修登録)にて確認すること。

この授業ではGoogle Classroomを使用して講義資料と講義情報を発信します。

超高齢社会において生体材料への期待は大きく、様々な機能が要求されている。人工臓器や治療に用いられる金属系、セラミックス系、高分子系生体材料の設計、物理的・力学的・化学的・生物学的特性、硬組織・軟組織との生体反応に加えて、それらの評価方法に関しても講義する。バイオマテリアルの基本的な特性に関する理解を目的とする。

授業の目的・概要及び達成方法等(E)

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")

In this course, Google Classroom will be used to transmit lecture materials and lecture information.

In the super-aging society, expectations for biomaterials are high and various functions are required. This course covers the design, physical, mechanical, chemical, and biological properties of metallic, ceramic, and polymeric biomaterials used for artificial organs and therapy. In addition, their biological reactions with hard and soft tissues and evaluation methods are lectured. The purpose of this course is to deepen understanding of the fundamental characteristics of biomaterials.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

特になし

他の授業科目との関連及び履修上の注意(E)

none

授業計画

授業形態や試験の詳細はGoogle Classroomでアナウンスする。

第1回 バイオマテリアルについて(生体材料の必要性、用いられている材料、必要とされる機能、再生医療との関係、特殊性)(成島教授)
第2回 高分子バイオマテリアル I(人工臓器として用いられている高分子、各人工臓器に要求される特性と高分子膜・表面の設計(力学特性、抗血栓性、細胞親和性)(山本教授)
第3回 高分子バイオマテリアルII(吸収性高分子・高分子微粒子の設計と応用)(山本教授)
第4回 高分子バイオマテリアルⅢ(ドラッグデリバリーシステム、診断、再生医療などに用いられる高分子バイオマテリアル)(山本教授)
第5回 生体活性セラミックス系バイオマテリアル(生体活性, 生体溶解性, 骨補填剤・骨充填剤としての応用, コーティング材としての応用, 評価方法)(成島教授)
第6回 金属系バイオマテリアル I(金属系バイオマテリアルの特徴、ステンレス鋼、Co-Cr合金、NiTi)(上田准教授)
第7回 金属系バイオマテリアル II(チタンおよびチタン合金、表面処理)(上田准教授)
第8回 最終試験

授業計画(E)

Details of the class format and exam will be announced on Google Classroom.

1st: Outline of biomaterials (Needs, materials used, required functions, special characteristics) (Prof. Narushima)
2nd: Polymeric biomaterials I (Polymers for artificial organs, required properties for each artificial organ and the design of polymeric membranes and surfaces) (Prof. Yamamoto)
3rd: Polymeric biomaterials II (Design and applications of resorbable polymers and polymeric microparticles) (Prof. Yamamoto)
4th: Polymeric biomaterials III (Polymeric biomaterials to be used for drug delivery systems, diagnosis, and regenerative medicine) (Prof. Yamamoto)
5th: Bioactive ceramic biomaterials (Bioactivity, bioresorbability, applications as bone filler, bone substitute and coating, evaluation) (Prof. Narushima)
6th: Metallic biomaterials I (Characteristics of metallic biomaterials, stainless steels, Co-Cr alloys, NiTi) (Prof. Ueda)
7th: Metallic biomaterials II (Ti and Ti alloys, surface treatment) (Prof. Ueda)
8th: Final examination

授業時間外学習

到達目標や授業内容に応じた準備学習が求められる。履修者が自ら主体的に計画と目標を立て、自律的に準備学習に取り組むことを期待する。必要に応じてレポートを課し提出させる。

授業時間外学習(E)

Students are required to prepare for class according to the goal and contents of each class. Students are strongly expected to voluntarily develop a plan and goals and to undertake preparatory learning. If necessary, students are required to submit some reports.

成績評価方法及び基準

試験および出席を総合的に評価する

成績評価方法及び基準(E)

Comprehensive evaluation based on examination and class attendance

教科書および参考書

  • バイオマテリアルの基礎,, 石原一彦、塙隆夫、前田瑞夫編, 日本医学館 (2010) ISBN/ISSN: 9784890447176
  • バイオマテリアルサイエンス-基礎から臨床まで-,, 山岡哲二, 大矢裕一, 中野貴由, 石原一彦, 東京化学同人 (2018) ISBN/ISSN: 9784807909063
  • Biomaterials Science, An Introduction to Materials in Medicine, 4th Ed., William Wagner, Shelly Sakiyama-Elbert, Guigen Zhang, Michael Yaszemski, Elsevier (2020) ISBN/ISSN: 9780128161371

オフィスアワー

質問は随時受け付ける(特に授業終了後)

オフィスアワー(E)

Questions are accepted at any time (after class, in particular).

備考

資料配布を適宜行う。
References (handouts) are provided, when needed.

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