Předmět Biotermodynamika (NTI / BTD)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu NTI / BTD - Biotermodynamika, Fakulta mechatroniky a MIS, Technická univerzita v Liberci (TUL).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

TTémata přednášek:1. Základní termodynamické pojmy, meze kontinualního a diskrétního popisu biologických tkání.2. Fenomenologická a mikroskopická interpretace vnitřní energie a entropie. Zákony bilance hmoty, hybnosti a energie.3. Bilance elektrického a magnetického indukčního toku, Maxwellovy rovnice. Bilance entropie (II. zákon termodynamiky)4. Souvislost vnitřní struktury systému a jeho fenomenologických vlastností, tj. elasticita, viskoelasticita, difuzivita, tepelná a elektrická vodivost apod.5. Princip minimální produkce entropie a jeho důsledky na materiálové vlastnosti biologických systémů.6. Lineární nevratná termodynamika a základy chemické kinetiky7. Základy chemické termodynamiky, van't Hoffova isobara.8. Základy hemodynamiky, kardiovaskulární systém člověka.9. Biochemická stavba kosti a její mechanické vlastnosti10. Mechanické vlastnosti užívaných scafoldů a jejich aplikace při tkáňovém inženýrství..Náplň cvičení:1. Poiseuilleovo proudění pevnou trubkou, odpor kapilár a tlakový spád na tepnách a cévách.2. Pulzační proudění pevnými a elastickými trubicemi.3. Přenos elektrického signálu po nervovém vlákně, rovnice elektricky vzrušivé tkáně.4. Enzymová kinetika Michaelise-Mentenove.5. Termodynamika membránového transportu6. Tenzor napětí pro homogenní isotropní materiály a pro materiály s definovanými směry preference (kosti, šlahy apod.)7. Viskoelastické vlastnosti kostí a chrupavek8. Generace mechanické sily ve svalu, srdeční výkon.9. Matematický model kardiovaskulárního systému člověka10. Konkrétní aplikace lineární nerovnovážné termodynamiky na remodelaci kosti a chupavky

Získané způsobilosti

Student získá základní vědomosti o funkci vybraných biologických tkáních (např.sval, kost, chrupavka) na základě fyzikální chemie a biochemie. Bude obeznámen s matematickým popisem přestavby tkáně za fyziologických a patologických podmínek.

Literatura

Maršík F., Dvořák I.:. Biotermodynamika. Academia, Praha., 1998. Humprey J. Biomechanics. Springer, 2004. Kodíček M., Karpenko V. Biofyzikální chemie. Academia, Praha, 2000. Alberts B., Bray D. a kol. Základy buněčné biologie, Espero Publishing. Ústí n.L, 2001.

Požadavky

Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních, popř. vypracování zadané ulohy. Podmínkou zkoušky je správné zodpovězení zadaných otázek.

Garant

prof. Ing. Václav Kopecký, CSc.

Vyučující

prof. Ing. Václav Kopecký, CSc.prof. Ing. Václav Kopecký, CSc.