UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JÚLIO DE MESQUITA FILHO

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1 Plano de Ensino Curso 1604B Bacharelado em Física de Materiais Ênfase Identificação Disciplina Biomateriais Docente(s) Carlos Roberto Grandini Luís Augusto Sousa Marques da Rocha Unidade Faculdade de Ciências Departamento Departamento de Física Créditos Carga Horária Seriação Ideal 4 60 Optativa Pré-Requisito: Introdução à Ciência de Materiais Co-Requisito

2 Objetivos A disciplina tem por objetivo fornecer aos alunos os conceitos fundamentais sobre os diversos tipos de materiais que são utilizados na área medica e odontológica. Esta disciplina visa promover: a importância dos biomateriais na melhoria da qualidade de vida, a sua multi e interdisciplinaridade e exigências em cada área de aplicação; o fornecimento de fundamentos básicos da ciência de materiais com vistas a melhorar a sua função na aplicação em algumas áreas da medicina; a compreensão da importância dos tipos de resposta biológica e como essa resposta irá afetar a sua biofuncionalidade; o interesse para o desenvolvimento de novos biomateriais empregando-se técnicas inovadoras em abordagens diversas como a engenharia de tecidos, materiais inteligentes, etc. Conteúdo 1. Conceitos Básicos de Biomateriais 1.1. Histórico; 1.1. Definições. 2. O Mercado dos Biomateriais 2.1. Tendências gerais na utilização de materiais em medicina. 3. Classes de Materiais Usados na Área Biomédica 3.1. Metais ; 3.2. Cerâmicas; 3.3. Polímeros; 3.4. Compósitos; 3.5. Filmes e Recobrimentos; 3.6. Materiais Naturais. 4. Classificação dos Biomateriais quanto à Resposta Biológica 4.1. Bioinerte 4.2. Bioativo 4.3. Bioreativo 5. Degradação de Biomateriais em Meio Biológico 5.1. Mecanismos de Degradação 5.2. Interação dos produtos de degradação com o meio biológico 6. Tratamentos de superfície 6.1. Técnicas de Recobrimento; 6.2. Técnicas de Modificação Superficial; Tratamento por plasma; Implantação Iônica; Revestimentos eletrolíticos e revestimentos orgânicos/poliméricos Recobrimento em vidros bioativos; 6.4. Recobrimento de fosfato de cálcio.

3 7. Nanoestruturas e Nanotecnologia 7.1. Nanomateriais; 7.2. Nanometalicos; 7.3. Nanocerâmicos; 7.4. Nanotubos; 7.5. Recobrimentos nanoestruturados resistentes ao desgaste; 7.6. Nanocompositos. 8. Caracterização de Biomateriais 8.1. Caracterização química; 8.2. Caracterização estrutural; 8.3. Caracterização microestrutural; 8.4. Caracterização mecânica; 8.5. Caracterização eletroquímica; 8.6. Caracterização superficial; 8.7. Caracterização biológica. 9. Aspectos Práticos no Uso de Biomateriais 9.1. Parâmetros para a seleção de um biomaterial; 9.2. Requisitos de um biomaterial; 9.3 Desenvolvimento de um dispositivo médico; 9.2. Esterilização de implantes. 10. Regulamentação e Ética Normatização nacional; Normatização internacional; Bioética; Ética e o uso de animais em experiências de laboratório; Alternativas ao uso de animais. 11. Aplicações de Biomateriais Biomateriais para aplicações ortopédicas; Biomateriais para aplicações odontológicas; Biomateriais para aplicações cardiovascular e oftálmica; Biomateriais para biosensores; Biomateriais para liberação controlada de fármacos. Metodologia A metodologia consistirá de aulas expositivas e seminários. Bibliografia Básica: 1. RATNER, B.; HOFFMAN, A.; SCHOEN, F.; LEMONS, J. Biomaterials Science. An Introduction to Materials in Medicine. 3rd. Edition, Amsterdan: Elsevier, PARK, J.B., LAKES, R.S. Biomaterials. An Introduction. 3rd. Edition, New York: Plenum Press, RAMAKRISHNA, S.; RAMALINGAM, M.; SAMPATH KUMAR, T.S.; SOBOYEJO, W.O. Biomaterials: A Nano Approach, London: CRC Press, 2010.

4 4. BLACK, J. Biological Performance of Materials: Fundamentals of Biocompatibility, 4th. Edition, London: CRC Press, ONG, K.L.; LOVALD, S.; BLACK, J. Orthopaedic Biomaterials in Research and Practice, 2nd. Edition, London: CRC Press, OREFICE, R.L.; PEREIRA, M.M.; MANSUR, H.S., Biomateriais: Fundamentos e Aplicações, Belo Horizonte: Cultura Médica, Complementar: 7. HOLLINGER. J.O. An Introduction to Biomaterials, 2nd Edition, London: CRC Press, WONG, J.Y.; BRONZINO, J.D. Biomaterials, London: John Willey, BLACK, J. Biological Performance of Materials: Fundamentals of Biocompatibility, 4th. Edition, London: CRC Press, SILVER, F.H.; CHRISTIANSEN, D.L., Biomaterials Science and Biocompatability, Springer- Verlag, KING, P.H., FRIES, R.C.; JOHNSON, A.T. Design of Biomedical Devices and Systems, 3rd. Edition, Boca Raton: CRC Press, HENCH L.L.; JONES, J.R., Biomaterials, Artificial Organs and Tissue Engineering, Boca Raton: CRC Press, HELSEN, J.A., Metals as Biomaterials, New York: John Wiley and Sons, HENCH L.L An Introduction to Bioceramics, London: Imperial College Press, DUMITRIU, S.; POPA, V. Polymeric Biomaterials Vol. 1: Structure and Function, 3rd. Edition, Boca Raton: CRC Press, ASKELAND, D.R.; FULAY, P.P.; WRIGHT, W.J. The Science and Engineering of Materials, 6th. Edition, Stanford: Cengage Learning, SHACKELFORD, J.F. Introduction to Materials Science for Engineers, 7th. Edition, New York: Prentice Hall, Critérios de avaliação da aprendizagem O aluno será avaliado por provas, trabalhos e seminários. MP= Média de provas. MP=(P1+ P2)/2. MT= Média de trabalhos e seminários. MF= Média Final MF= 0,7MP + 0,3MT OBS: Será realizada uma terceira prova (P3) que poderá substituir de P1 ou P2. Regime de Recuperação: será concedida a recuperação somente ao aluno que, além da frequência mínima de 70%, tiver obtido nota entre 3,0 e 4,9 no decorrer do semestre. Será aplicada uma única avaliação, sob a forma de prova escrita, individual, contemplando o conteúdo do semestre. O aluno que obtiver nota igual ou superior a 5,0 será considerado aprovado. Ementa (Tópicos que caracterizam as unidades do programa de ensino)

5 1. Conceitos Básicos em Biomateriais. 2. O Mercado dos Biomateriais. 3. Classes de Materiais Usados na Área Biomédica. 4. Classificação dos Biomateriais quanto à Resposta Biológica. 5. Degradação de Biomateriais no Meio Biológico. 6. Tratamentos de superfície. 7. Nanoestruturas e Nanotecnologia. 8. Caracterização de Biomateriais. 9. Aspectos Práticos no Uso de Biomateriais. 10. Regulamentação e Ética. 11. Aplicações de Biomateriais. Aprovação Conselho Curso Cons. Departamental Congregação