Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

Módulo de formación en ingeniería biomédica. / Biomecánica y biomateriales.

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Descripción/Contenidos

• Procesos de transformación en los materiales: difusión, cambios de fase y diagramas de equilibrio.
• Procesos de síntesis, fabricación, tratamiento y recubrimiento de materiales para aplicaciones biomédicas.
• Aplicaciones concretas de los biomateriales para implantes, dispositivos médicos y técnicas terapéuticas.

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Competencias genéricas

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.

CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

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Competencias específicas

CE10 - Conocer la estructura, composición, propiedades y comportamiento en servicio de las distintas familias de materiales y sus interrelaciones para su selección en función de las aplicaciones en los diferentes ámbitos de la ingeniería biomédica.

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Resultados aprendizaje

Conocer los materiales y sus tratamientos más adecuados para cada tipo de aplicación biomédica así como sus problemas de comportamiento en servicio y bio- compatibilidad.

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Metodología

1) Clases expositivas (20 horas)

2) Prácticas y clases de problemas (5 horas)

3) Estudio y trabajo autónomo del estudiante (44 horas)

4) Tutorías grupales (4 hora)

5) Pruebas de evaluación (2 horas)

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Idiomas

Castellano.

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Evaluación

Examenes de seguimiento tipo test (2) - Recuperables - 20%

Examen escrito (desarrollo de dos temas + problemas) - Recuperable - 40%

Trabajo en grupo - Recuperable - 40%

Para aprobar la asignatura es necesario superar el 5 global en la parte recuperable (tests + examen).

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Temario

1  MATERIALES Y BIOMATERIALES

• Recapitulación de conceptos clave de la asignatura Biomateriales I.
• Campos de aplicación de los materiales en ingeniería biomédica.

2  PROCESOS DE DIFUSION

• Procesos de difusión, ósmosis y diálisis. Leyes de la difusión.
• Aplicaciones de las leyes de la difusión en distintos procesos.

3  PROCESOS DE NUCLEACION Y CRECIMIENTO

• Transformación líquido - sólido.
• Nucleación homogénea. Nucleación heterogénea.
• Transformaciones sólido - sólido.
• Cinética de las transformaciones. Ecuación KAJM. Curvas TTT.
• Transformaciones sin difusión.

4  DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO

• Concepto de solución sólida. Reglas de Hume-Rothery.
  
• Diagramas de equilibrio. Puntos singulares. Fases intermedias. Fases metaestables.
  
• Usos prácticos de los diagramas de equilibrio. Regla de la palanca.
  
• Ejemplos de diagramas de equilibrio representativos para aleaciones metálicas y cerámicas.
  

5  PROCESOS DE SINTESIS Y FABRICACIÓN DE MATERIALES

• Procesos de moldeo de aleaciones metálicas.
• Procesos de conformado de materiales metálicos. Trabajo en frío y recristalización.
• Procesos de conformado de materiales cerámicos.
• Procesos de síntesis y conformado de materiales poliméricos.
• Geles e hidrogeles.
• Impresión 3D.

6  PROCESOS DE TRATAMIENTO DE MATERIALES

• Tratamientos térmicos y mecánicos de materiales metálicos. Vidrios metálicos.
  
• Procesos de vitrificación y temple de vidrios. Vitrocerámicas.
  
• Procesos de reticulación en polímeros.

7  TRATAMIENTOS SUPERFICIALES Y RECUBRIMIENTOS

• Ingeniería de superficies: Modificación superficial y caracterización.
• Tecnología de vacío.
• Tratamientos termoquímicos.
• Recubrimientos electroquímicos y procesos de anodizado.
• Tratamientos por plasma e implantación iónica.
• Proyección térmica.
• Recubrimientos por PVD y CVD.
• Procesos sol-gel y recubrimientos por dip-coating y electrospinning,

8  APLICACIONES INSTRUMENTALES Y ESTRUCTURALES

• Instrumental quirúrgico.
• Materiales para sondas, catéteres y drenajes.
• Materiales para suturas y apósitos.
• Materiales para tornillos y fijaciones.
• Fijaciones externas y prótesis robóticas.
• Materiales para sistemas de filtrado y respiradores.
• Materiales para sistemas de diálisis.
• Materiales para sistemas de circulación extracorpórea.

9  MATERIALES PARA IMPLANTES PERMANENTES.

• Prótesis articulares (cadera, rodilla, vertebras).
• Prótesis dentales.
• Prótesis intraoculares.
• Implantes auditivos.
• Implantes para cirugía plástica.
• Stents y otras prótesis vasculares.
• Válvulas cardiacas.
• Electrodos de marcapasos.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

BIBLIOGRAFIA BASICA (CIENCIA DE MATERIALES)

[CAL16]     Ciencia e Ingeniería de Materiales.

W.D. Callister, D.G. Rethswisch

Editorial Reverte, 2016

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA (BIOMATERIALES)

[CHE 15]    Biomaterials. a basic introduction.

Q. Chen, G. Thouas

Editorial CRC Press, 2015

[PAR07]    Biomaterials: A basic introduction.

J.B. Park, R.S. Roderic

Editorial Springer, 2007

[WIL14]      Esential Biomaterials Science.

D. Williams

Editorial Cambridge, 2014

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