科目責任者 | 小久保 謙一 |
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担当者 | 小久保 謙一, 酒井 利奈, 稻岡 秀検, 小林 こず恵 |
科目概要 | 3年 (4単位・必修) [医療工学科 臨床工学専攻] |
生体のメカニズムを工学的見地から理解するためには、種々の物理刺激に対する生体の特性すなわち生体物性の知識が不可欠であり、この基礎を理解する(生体物性)。
生体という極めて特殊な環境下で使用されている生体材料の材料特性、生体組織との相互作用などについての理解を深め、それらが抱えている問題点について理解する(医用材料工学)。
【教育内容】
電気、機械、光などの物理刺激に対する生体特性の基礎を学ぶ(生体物性)。生体内に埋め込まれたり、血液に接触して治療に用いられている人工材料について、その材料特性、用途を学ぶ(医用材料工学)。
【教育方法】
講義形式にて、教科書に添って授業を進める。内容に合わせて、板書、パワーポイント等を用いて講義を進める。
回 | 項目 | 授業内容 | 担当者 | 日時 |
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第1回 | 【オンライン】 材料と生体材料の相互作用―1.分類および用途 | 医療材料について、その定義、分類、用途などについて、解説する。 | 小久保 謙一 | 5/20② |
第2回 | 【オンライン】 材料の生体材料の相互作用―2.生体材料の機能 | 生体材料に必要とされる機能について、解説する。 | 小久保 謙一 | 5/27② |
第3回 | 【オンライン】 材料の生体材料の相互作用―3.血液凝固反応 | 材料に対する生体反応について解説する。特に血小板活性化および血液凝固反応について解説する。 | 小久保 謙一 | 6/3② |
第4回 | 【オンライン】 材料の生体材料の相互作用―4.アレルギー性ショック | 材料に対する生体反応について解説する。特にアレルギー性ショックについて解説する。 | 小久保 謙一 | 6/10② |
第5回 | 【オンライン】 材料の生体材料の相互作用―5.免疫反応 | 材料に対する生体反応について解説する。特に免疫反応について解説する。 | 小久保 謙一 | 6/17② |
第6回 | 【オンライン】 材料の生体材料の相互作用―6.炎症・石灰化 | 材料に対する生体反応について解説する。特に炎症反応、石灰化などについて解説する。 | 小久保 謙一 | 6/24② |
第7回 | 【オンライン】 材料の生体材料の相互作用―7.組織結合・組織接触材料 | 材料に対する生体反応について説明する。特に、組織結合および組織接触材料との生体反応について解説する。 | 小久保 謙一 | 7/1② |
第8回 | 【オンライン】 材料の生体材料の相互作用―8.装置の生体適合性 | 医用材料の生体適合性と生体機能代行装置の生体適合性について解説する。 | 小久保 謙一 | 7/8② |
第9回 | 【オンライン】 材料の生体材料の相互作用―9.材料が受ける変化 | 生体と接触した材料が受ける変化について解説する。 | 小久保 謙一 | 7/15② |
第10回 | 【オンライン】 生体物性の概要 | 生体物性とは何か、概要を理解する。 | 酒井 利奈 | 7/22② |
第11回 | 【オンライン】 生体組織の力学特性 | 生体組織の力学モデルについて学ぶ。 | 酒井 利奈 | 7/29② |
第12回 | 【オンライン】 生体の光特性 | 皮膚、臓器、血液の光学的特性について理解する。 | 酒井 利奈 | 8/5② |
第13回 | 【オンライン】 生体の物理的特性 | 電磁波分類と生体の電磁波吸収様式について理解を深める。 | 酒井 利奈 | 8/12② |
第14回 | 【対面】 生体における輸送現象 | 肺および腎臓における輸送現象について解説する。 | 小久保 謙一 | 9/7③ |
第15回 | 【対面】 各種材料の特性―1.金属材料 | 医療材料に用いられている金属材料について、その性質、種類、用途について、解説する。 | 小久保 謙一 | 9/14③ |
第16回 | 【対面】 各種材料の特性―2.セラミックス材料 | 医療材料に用いられているセラミックス材料について、その性質、種類、用途について、解説する。 | 小久保 謙一 | 9/28③ |
第17回 | 【対面】 各種材料の特性-3.高分子材料 | 医療材料に用いられている高分子材料について、その性質、種類、用途について、解説する。 | 小久保 謙一 | 10/5③ |
第18回 | 【対面】 各種用途に用いられる材料―1.血液透析膜、人工肺 | 血液透析膜、血液浄化用吸着剤、人工肺に用いられている材料について解説する。 | 小久保 謙一 | 10/12③ |
第19回 | 【対面】 各種用途に用いられる材料―2.血液回路・人工血管 | 血液回路、人工血管、カテーテル(IABP、ステント)に用いられている材料について解説する。 | 小久保 謙一 | 10/19③ |
第20回 | 【対面】 各種用途に用いられる材料―3.ペースメーカ、人工心臓弁 | ペースメーカ、人工心臓弁、眼科材料に用いられている材料について解説する。 | 小久保 謙一 | 10/26③ |
第21回 | 【対面】 各種用途に用いられる材料―4.その他 | 整形外科材料、歯科材料、医療用酸素濃縮器、DDSに用いられている材料について解説する。 | 小久保 謙一 | 11/2③ |
第22回 | 【対面】 各種用途に用いられる材料―5.安全性試験 | 用途による安全性試験の違いなどを解説する。 | 小久保 謙一 | 11/16③ |
第23回 | 【対面】 受動的電気特性 | 生体組織の電気的等価回路について解説する。 | 小林 こず恵 | 11/30③ |
第24回 | 【対面】 能動的電気特性 | 神経の能動的性質について解説する。 | 小林 こず恵 | 11/30④ |
第25回 | 【対面】 電流の生体作用 | 運動感覚神経への電流作用について解説する。 | 小林 こず恵 | 12/7③ |
第26回 | 【対面】 生体の流体力学的特性1.流体力学の基礎 | 流体力学の基礎について学び、その後血液および血球の流体力学的特性について学ぶ。 | 稻岡 秀検 | 12/7④ |
第27回 | 【対面】 生体の流体力学的特性2.血管系の流体力学 | 心臓、血管および血管系の流体力学的特性について学ぶ。 | 稻岡 秀検 | 12/14③ |
第28回 | 【対面】 生体の音響特性 | 圧力波の伝搬の基礎について学び、その後生体における音波、超音波の伝播とその応用について学ぶ。 | 稻岡 秀検 | 12/14④ |
第29回 | 【対面】 生体の熱的特性 | 伝熱の基礎について学び、その後生体内での熱の発生、放散、伝播について学ぶ。 | 稻岡 秀検 | 12/21③ |
第30回 | 【対面】 まとめ | まとめ | 小久保 謙一 | 12/21④ |
◆実務経験の授業への活用方法◆
病院での臨床経験や企業での実務経験を活かした授業を行う。具体的には、講義で学ぶ内容が、実際にの現場で具体的にどのように役立っていたかといった話を織り交ぜることで、内容をイメージしやすくし、理解を深められるようにする。
生体組織の力学モデル、光学的特性、電磁波吸収様式について説明できる(生体物性)。
生体組織を電気的等価回路を用いて説明できる(生体物性)。
血液および血球の流体力学的な特徴を説明できる(生体物性)。
心臓、血管および血管系の流体力学的特性を説明できる(生体物性)
生体における音波、超音波の伝播とその応用について説明できる(生体物性)。
生体内での熱の発生、放散、伝播について説明できる(生体物性)。
生体材料について、その特性と用途が理解できる(医用材料工学)。
材料の生体材料の相互作用の例を挙げて説明できる(医用材料工学)。
体外循環に用いられる抗凝固薬の作用機序を説明できる(医用材料工学)。
材料と長期に接触したときの生体反応を説明できる(医用材料工学)
生体材料として使われている金属材料の種類と用途を説明できる(医用材料工学)
生体材料として使われているセラミックス材料の種類と用途を説明できる(医用材料工学)
生体材料として使われている高分子材料の種類と用途を説明できる。(医用材料工学)
定期試験(前期(50%)・後期(50%))の試験結果を総合して評価する。
【授業時間外に必要な学習時間:60時間】
予習:教科書を利用して講義内容の予習しておく(30時間)。
復習:講義内容について復習し、教科書や参考図書の該当箇所を読み知識を広げる(30時間)。
種別 | 書名 | 著者・編者 | 発行所 |
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教科書 | 臨床工学講座 生体物性・医用材料工学 | 医歯薬出版 | |
参考書 | 生体適合材料:その機能と応用 | 笩義人編集 | コロナ社 |
参考書 | 生体材料学 | 筏義人著 | 産業図書 |
参考書 | 生体材料工学 | 片岡一則 | 裳華房 |
参考書 | バイオマテリアル | 日本エム・イー学会編 | コロナ社 |
参考書 | 生体物性/医用機械工学 | 池田研二、嶋津秀昭 | 秀潤社 |
科目ナンバリングコード: CE301-SS23