Última actualización: 29/01/2019


Curso Académico: 2018/2019

Microdispositivos Biomédicos
(15564)
Titulación: Grado en Ingeniería Biomédica (257)


Coordinador/a: MUÑOZ BARRUTIA, MARIA ARRATE

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial

Tipo: Optativa
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Materias que se recomienda haber superado
Se recomienda haber completado con éxito: - Introducción al diseño de instrumentación biomédica; y - Dispositivos e instrumentación médica
Competencias que adquiere el estudiante y resultados del aprendizaje.Más información en este enlace
El objetivo principal de este curso es proporcionar a los estudiantes una comprensión de los principios biofísicos y químicos de los sistemas biomédicos micro-electro-mecánicos, también conocidos como BioMEMS, y sus aplicaciones en campos multidisciplinares como la medicina, las ciencias clínicas, la ciencia de los materiales y la ingeniería. El estudio de los principios de las técnicas de microfabricación, los micropatrones, los sistemas microfluídicos y los biosensores, se complementarán con ejemplos de aplicaciones reales de los BioMEMS como: los transductores biomecánicos, ópticos y electroquímicos utilizados para medidas in vivo e in vitro, los microdispositivos empleados en biología molecular y celular, las aproximaciones de microfabricación utilizadas en análisis y diagnóstico clínico, las tecnologías híbridas orientadas a la microingeniería de tejidos y crecimiento de órganos, los microdispositivos implantables basados en microelectrónica biomédica, las microherramientas para cirugía, los dispositivos en el punto de cuidado y los procesos de interfaz y empaquetado macroscópico/microscópico. En particular, al final del curso cada estudiante debería ser capaz de: - Integrar el conocimiento adquirido en cursos previos de medicina y biología para creas soluciones implementables a problemas de microingeniería. - Seleccionar los materiales apropiados para la construcción de los microdispositivos biomédicos. - Comprender los principios básicos de la microfabricación y la integración de sistemas en los dispositivos BioMEMS. - Diseñar y construir sistemas microfluídicos sencillos y realizar experimentos utilizando dichos dispositivos. - Describir diferentes mecanismos de transducción y elegir el apropiado para una aplicación dada. - Tener una apreciación de los retos técnicos y las oportunidades que los micro-dispositivos biomédicos brindan a las ciencias biológicas y médicas. - Trabajar de forma eficaz como parte de un grupo de estudiantes tanto en las sesiones prácticas como en la resolución de ejercicios. - Adquirir mediante la lectura individual, los ejercicios prácticos y la investigación, conocimiento técnico relacionado con el contenido del curso, incluyendo las aplicaciones emergentes de los micro-dispositivos biomédicos.
Descripción de contenidos: Programa
1. Introducción Parte I. Fundamentos de BioMEMS 2. Materiales para BioMEMS 3. Métodos y procesos de microfabricación para BioMEMS 4. Sistemas microfluídicos 5. Lab-on-a-Chip or Micro Total Analysis Systems 6. Sensores y métodos de detección Parte II. Aplicaciones de los BioMEMS 7. 'Chips' basados en células para biotecnología y biología molecular 8. BioMEMS para la biología celular 9. Vigilancia clínica e intervención terapéutica Parte III. Prácticas en el laboratorio 1. Diseño de microdispositivos en PDMS 2. Fabricación y caracterización de microdispositivos en PDMS 3. Diseño y caracterización de dispositivos microfluídicos en papel 4. Diseño y calibración de un glucómetro
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
La metodología de la enseñanza se basará principalmente en clases, seminarios y sesiones prácticas. CLASES: Debido a la gran cantidad de temas cubiertos y su naturaleza multidisciplinar, es muy conveniente que el estudiante lea la documentación asignada antes de las clases y cuándo sea necesario, la complemente con información adicional conseguida mediante su trabajo personal. 1) Clases: Serán una herramienta para que los profesores incidan y clarifiquen algunos aspectos difíciles o interesantes de la materia correspondiente. 2) Seminarios: Se dedicarán a presentaciones dadas por investigadores invitados expertos en materias relacionadas con el curso y discusión con los estudiantes. Durante las sesiones, se distribuirán ejercicios que serán resueltos en pequeños grupos de 2 o 3 estudiantes. En algunas ocasiones, los ejercicios se asignarán como trabajo para realizar fuera de clase. La resolución de los trabajos asignados se deberán subir a la plataforma dentro del plazo previsto. 3) Presentaciones orales: Al menos una vez durante el curso, cada estudiante tendrá la oportunidad de realizar una presentación oral corta en un tema relacionado con el curso. Estas presentaciones orales se prepararán o individualmente o en grupos de dos personas y tendrán una duración aproximada de 10-15 minutos por estudiante. Se realizarán tutorías y clases de apoyo antes del examen final. Asistencia a las clases, realización de los exámenes intermedios o la entrega de las soluciones a los ejercicios no son obligatorios. SESIONES PRÁCTICAS: Las sesiones prácticas consistirán en visitas a centros clínicos o de investigación y a trabajo práctico en el laboratorio. 1) Visitas a centros de clínicos o de investigación: Estas visitas a centros que diseñan, fabrican o utilizan bioMEMS tendrá como objetivo exponer a los estudiantes a los aspectos prácticos relacionados con la materia estudiada. Para consolidar los conceptos aprendidos, los estudiantes prepararán un pequeño informe sobre la visita. 2) Prácticas de laboratorio: Durante estas sesiones, la clase se dividirá en grupos de no más de 20 estudiantes, y cada experimento se realizará en grupos de no más de tres estudiante. Cada práctica consistirá de un experimento sencillo que permitirá a los estudiantes familiarizarse con un tipo de dispositivo diferente. Se obtendrán datos experimentales, que serán analizados y presentados en un informe. La asistencia a las sesiones prácticas es obligatoria. Las sesiones de tutoría y sus horarios se publicarán en Aula Global.
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 40
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 60
Bibliografía básica
  • Albert Folch. Introduction to BioMEMS. CRC Press. 2013
  • Ellis Meng. Biomedical Microsystems. CRC Press. 2011
Bibliografía complementaria
  • Simona Badilescu, Muthukumaran Packirisamy. BioMEMS: Science and Engineering Perspectives. CRC Press. 2016
  • Stephen D. Senturia. Microsystems Design. Kluwer Academic Publishers. 2001

El programa de la asignatura y la planificación semanal podrían sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.