Biomaterijali (2102)

Izv.prof.dr.sc. Domagoj Drenjančević
Doc.dr.sc. Hrvoje Brkić

(DD) Medicinski fakultet, Sveučilište Josip Juraj Strossmayer
(HB) Fakultet za dentalnu medicinu i zdravstvo, Sveučilište J.J. Strossmayer

Dr. sc. Maja Bogdan, zn. suradnica (MB422) 20%

Razumjeti ovisnost kemijskih i bioloških svojstava biomaterijala o njihovom sastavu i strukturi te spoznati utjecaj interakcije biometarijala i mikrobne flore na zdravlje čovjeka kao i mogućnosti dijagnostike, liječenja i prevencije infekcija biomaterijala.

Implantati, Struktura i oblici biomaterijala (staklo, keramike, staklo-keramike, polimeri, kompoziti, tanki slojevi, metali-čelici; prah, zrna, niti, pjena, polikristali). Svojstva biomaterijala (mehnička, kemijska stabilnost u vodenom mediju, kemijske i biološke reakcije u fiziološkom okruženju, površinske reakcije, bioaktivnost). Vrste biomaterijala. Bioinertni, bioaktivni, biorazgradivi materijali.
Terapijski biomaterijali. Dentalni materijali. Radioaktivni biomatrijali (stakla, metali u različitim oblicima). Primjena i tehnološki razvoj biomaterijala. Biološki orijentirane metode za obnovu tkiva. Tkivni inženjering-uvod. Materijali koji se koriste za podlogu u tkivnom inženjeringu, njihova svojstva. Testiranje in vitro, in vivo, bioreaktori. Regenerativni bioaktivni materijali.
Interakcija biomaterijala s čovjekovom mikrobnom florom i formiranje biofilma. Bakterijske vrste povezane sa stvaranjem biofilma na biomaterijalima. Imunološki odgovor na stvaranje biofilma. Infekcije biomaterijala – ubikvitarni izazov: značaj, metode detekcije, dijagnostika, liječenja i prevencije. Antimikrobna rezistencija u biofilmu. In vivo modeli za istraživanje infekcija povezanih s biofilmom.

1. Objasniti važnost poznavanja sastava, strukture i svojstava biomaterijala kao i uvjeta pripreme biomaterijala zbog utjecaja pripreme na fizička i kemijska svojstva biomaterijala.
2. Utvrditi osnovne kemijske i biološke procese na površini bioinertnih, bioaktivnih i biorazgradivih materijala.
3. Procijeniti pogodna svojstva biomaterijala za primjenu.
4. Analizirati modele za ispitivanje biofilma kao i ovisnost mikrobnog biofilma i infekcije biomaterijalima.
5. Valorizirati metode detekcije biofioma, dijagnostike, liječenja i prevencije infekcije biomaterijala.

Izrada seminarskog rada

Seminari će uključivati samostale zadatke i upotpunjavati će pojedine tematske cjeline obrađene na predavanju.

1. An Introduction to Bioceramics, ed. by L.L. Hench and J. Wilson, World Scientific Publishing Co. (1993)
2. Bioceramics: Materials and Applications, ed. by G. Fischman, A. Clare, L.L. Hench, The American Ceramic Society, Ceramic Transactions, vol.48, (1994)
3. Future Strategies for Tissue and Organ Replacement, ed. by J. M. Polak, L. L. Hench, P. Kemp, Imperial College Press, (2002)
4. L. L. Hench, Biomaterials: a forecast for the future, Biomaterials 19 (1998) 1419.
5. L. L. Hench, J. M. Polak, Third-Generation Biomedical Materials, Science 295 (2002) 1014.
6. L. G. Griffith, G. Naughton, Tissue Engineering-Current Challenge and Expanding Opportunities, Science 295 (2002) 1009.
7. J. E. White , D. E. Day, Rare Earth Aluminosilicate Glasses for in vivo Radiation Delivery, KeyEngineering Materials, 94-94 (1994) 181.
8. On-line udžbenik: Jerolimov V. i suradnici. Osnove stomatoloških materijala / Jerolimov V. (ur.). Zagreb : Stomatološki fakultet, 2005.
9. Biofilms, infection, and antimicrobial therapy. Pace JL, Rupp M, Finch RG, editors. CRC Press, Taylor & Francis Group: Boca Raton, 2006.
10. Römling U, Kjelleberg S, Normark S, Nyman L, Uhlin BE, Åkerlund B.Microbial biofilm formation: a need to act. J Intern Med 2014;276:98-110.

1. S. F. Hulbert, J. C. Bokros, L. L. Hench, J. Wilson, and G. Heimke, "Ceramics in Clinical Applications, Past, Present and Future"; Ed. by P. Vincenzini. Elsevier Science Pub. B.V., Amsterdam, (1987).
2. L. L. Hench, "Bioactive Ceramics"; Vol. 523. Ed. by P. Ducheyne and J. Lemons. Annals N.Y. Acad. Sci. (1988).
3. J. Black, "Systemic Effects of Biomaterials," Biomaterials, 5 (1984) 11.
4. W. Hohland, W. Vogel, K. Naurnann, and J. Gummel, "Interface Reactions Between Machinable Bioactive Glass-Ceramics and Bone," J. Biomed. Mater. Res., 19 (1985) 303.
5. M. Jarcho, "Calcium Phosphate Ceramics as Hard Tissue Prosthetics," Clin. Orthop. Relat. Res., 157 (1981) 259.
6. D. C. Greenspan and L. L. Hench, "Chemical and Mechanical Behavior of Bioglass Coated Alumina," J. Biomed. Maters. Res., 10 [4] (1976) 503.
7. The Bone-Biomaterial Interface, Ed. by J.E. Davies, University of Toronto Press (1991).
8. L. L. Hench, D. E. Clark, "Physical Chemistry of Glass Surfaces," J. Non-Cryst. Solids, 28 (1978) 83.
9. R. W. Douglas and T. M. El-Shamy, Reactions of Glasses with Aqueous Solutions," J. Amer. Ceram. Soc., 50 [1] (1967) 1.
10. Francolini I, Donelli G. Prevention and control of biofilm-based medical-device-related infections. FEMS Immunol Med Microbiol 2010;59:227-38.

Provjera znanja nakon svake tematske jedinice. Seminarske radnje. Prezentacije studenata. Rasprava sa studentima.
Uspješnost kolegija će evaluirati svake godine zajdeničko stručno povjerenstvo Instituta Ruđer Bošković, Sveučilišta u Dubrovniku i Sveučilišta u Osijeku.