Última actualización: 26/01/2024


Curso Académico: 2023/2024

Aplicaciones biomédicas de la nanotecnología
(15565)
Grado en Ingeniería Biomédica (Plan: 419 - Estudio: 257)


Coordinador/a: MUÑOZ BARRUTIA, MARIA ARRATE

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Bioingeniería

Tipo: Optativa
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Requisitos (Asignaturas o materias cuyo conocimiento se presupone)
Se recomienda a los estudiantes haber completado las asignaturas de Química, Ciencia de Materiales, Introducción al diseño de instrumentación médica, Señales y sistemas, e Introducción de los Biomateriales.
Objetivos
A través de las charlas, revisión de artículos y prácticas los estudiantes adquirirán los principios básicos de la nanotecnología aplicada a problemas biomédicos. El curso versará sobre el diseño de dispositivos basados en nanotecnologías y la preparación de nanoparticulas. También se abordará la aplicación clínica de estas tecnologías en diagnóstico (incluyendo imagen) y terapia, y su uso en aplicaciones biomedicas. Los estudiantes se familiarizarán con las principales técnicas para la síntesis, caracterización y biofuncionalización de los nanomateriales más comunes y su uso en dispositivos biomédicos como agentes de contraste o terapia.
Competencias y resultados del aprendizaje
RA3: Ser capaces de realizar diseños conceptuales para aplicaciones de bioingeniería de acuerdo a su nivel de conocimiento y comprensión, trabajando en equipo. El diseño abarca dispositivos, procesos, protocolos, estrategias, objetos y especificaciones más amplias que las estrictamente técnicas, lo cual incluye conciencia social, salud y seguridad, y consideraciones medioambientales y comerciales. RA4: Ser capaces de usar métodos apropiados para llevar a cabo estudios y resolver problemas del ámbito biomédico, en consonancia con su nivel de conocimiento. La investigación implica la realización de búsquedas bibliográficas, el diseño y ejecución de prácticas experimentales, la interpretación de datos, la selección de la mejor propuesta y la comunicación de los conocimientos, ideas y soluciones en el ámbito de su campo de estudio. Puede requerir la consulta de bases de datos, normas y procedimientos de seguridad. RA5: Adquirir conocimientos medios-avanzados de la ingeniería y de las ciencias biomédicas, así como demostrar una comprensión de los aspectos teóricos y prácticos y de la metodología de trabajo en su campo de estudio. CB1: Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio. CB2: Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio. CB3: Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética. CB4: Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado. CB5: Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía. CG2: Capacidad para diseñar, redactar y desarrollar proyectos científico-técnicos en el ámbito de la ingeniería biomédica. CG4: Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas, comprendiendo la responsabilidad ética, social y profesional de la actividad del ingeniero biomédico. Capacidad de liderazgo, innovación y espíritu emprendedor. CG6: Conocimiento de las normas, reglamentos y legislación vigentes y capacidad de aplicación a proyectos de bioingeniería. Bioética aplicada a la ingeniería biomédica. CG7: Redactar, representar e interpretar documentación científico-técnica. CG8: Capacidad para la resolución de los problemas matemáticos, físicos, químicos y bioquímicos que puedan plantearse en la ingeniería biomédica. CG9: Capacidad para el análisis y diseño conceptual de dispositivos electrónicos que permitan resolver problemas en biología y medicina. CG15: Capacidad de aplicar técnicas de microfabricación, microfluídica, nanotecnología e impresión en 3 D en el ámbito de los biomateriales. CG20: Capacidad de diseñar instrumentos para aplicaciones médicas, desde instrumental quirúrgico hasta biosensores de tamaño micro y nanométrico. CG21: Capacidad de analizar problemas complejos y multidisciplinares desde el punto de visto global de la Instrumentación Biomédica. CT1: Capacidad de comunicar los conocimientos oralmente y por escrito, ante un público tanto especializado como no especializado. CT2: Capacidad de establecer una buena comunicación interpersonal y de trabajar en equipos multidisciplinares e internacionales. CT3: Capacidad de organizar y planificar su trabajo tomando las decisiones correctas basadas en la información disponible, reuniendo e interpretando datos relevantes para emitir juicios dentro de su área de estudio.
Descripción de contenidos: Programa
1.- Introducción a la nanotecnología 2.- Técnicas e instrumentos para caracterizar en la nanoescala 3.- Nanosensores para aplicaciones clínicas 4.- Nanodispositivos para la toma de imagen 5.- Nanodispositivos para manipular células y biomoléculas 6.- Nanopartículas para dispensar fármacos y genes 7.- Modificación y funcionalización de nanopartículas para el diagnóstico y la terapia 8.- Seguridad y toxicidad de los nanosistemas Prácticas Los días de prácticas se fijarán al comienzo de curso. Las practicas tratarán sobre preparación de liposomas, síntesis de nanopartículas de oro, diseño y caracterización de sensores basados en diferentes nanotecnologías, e instrumentación electrónica para nanotecnología.
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
Cada sección del programa se dividirá en charlas y en sesiones prácticas o seminarios. La metodología de enseñanza se basa en clases magistrales que introducen los conceptos fundamentales, seminarios en los que se ilustran con detalle alguno ejemplos, y sesiones prácticas en el laboratorio. Los estudiantes están obligados a leer la documentación asignada antes de las conferencias y seminarios. Las conferencias serán utilizadas para destacar y aclarar algunos puntos difíciles o interesantes de la lección correspondiente. Los seminarios estarán dedicados principalmente a la discusión interactiva con los estudiantes y para realizar exámenes parciales. El regimen de tutorias se publicará en Aula Global.
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 40
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 60
Calendario de Evaluación Continua
Bibliografía básica
  • BS Murty, P Shankar, B Raj, BB Rath, J Murday. Textbook of Nanocience and Nanotechnology. Springer University Press. 2013
  • C. Sharma. Drug Delivery Nanosystems for Biomedical Applications. Elsevier. 2014
Recursos electrónicosRecursos Electrónicos *
Bibliografía complementaria
  • A. Offenhäusser, R. Rinaldi (Editors). Nanobioelectronics - for Electronics, Biology and Medicine. Nanostructure Science and Technology Series, Springer. 2009
  • A. P. Lee, L. James Lee (Editors). Biological and Biomedical Nanotechnology. Volume I, Biological and Biomedical Nanotechnology, Springer. 2006
  • Kevin C. Honeychurch (Editor. Nanosensors for Chemical and Biological Applications: Sensing with Nanotubes, Nanowires and Nanoparticles. Woodhead Publishing. 2014
  • Mauro Ferrari, Ph.D., Editor-in-Chief.. BioMEMS and Biomedical Nanotechnology. Vol. 1 Biological and Biomedical Nanotechnology. Springer. 2006
  • Paras N Prasad. Introduction to Nanomedicine and Nanobioengineering: Transforming Healthcare with Nanotechnology. John Wiley and Sons. 2012
  • Vijay K. Varadan,LinFeng Chen,Jining Xie. Nanomedicine: Design and Applications of Magnetic Nanomaterials, Nanosensors . John Wiley and Sons. 2008
(*) El acceso a algunos recursos electrónicos puede estar restringido a los miembros de la comunidad universitaria mediante su validación en campus global. Si esta fuera de la Universidad, establezca una VPN


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