Каталог услуг

Новые материалы и технологии в медицине, медицинской технике и стоматологии. Магистерская программа ТПУ

Поставщик: ТПУ. Национальный исследовательский Томский политехнический университет

По темпам своего развития и практической значимости данная отрасль знаний не уступает компьютерным технологиям и фармацевтической промышленности. Россия вообще и Томск в частности имеют огромное количество новых технологий и материалов, требующих своего внедрения в медицину. Инновации в медицину занимают в Томске одно из первых мест среди всех отраслей знаний. Назрела необходимость подготовки специалистов-политехников, специализирующихся в области новых материалов и технологий медицинского применения.

Руководитель программы:
Пичугин Владимир Федорович, профессор, д.физ.-мат.н., зав. кафедрой

В течение одного года в мире имплантируется более миллиона эндопротезов коленного и тазобедренного суставов. В течение 10-летнего периода 50% из них приходят в негодность из-за асептического расшатывания.

В кардиологии лечение, связанное со стентами, вошло в клиническую практику с 1986 г. Несмотря на то, что в этом лечении используется большое количество разных конструкций, покрытий и лекарств, от 10 до 20% пациентов страдают от повторного стеноза.

Это только два примера, которые показывают возможности и ограничения современной медицины. Решение этих проблем возможно с использованием искусственных материалов. Биоматериалы представляют собой быстрорастущую область науки и производства, что связано с нуждами практической медицины, нуждающейся в искусственных материалах для восстановления биологических функций органов. Прогресс может быть достигнут совместными усилиями клиницистов, биологов, биохимиков, физиков и материаловедов. На рубеже XX-XXI веков появились и активно развиваются новые дисциплины, такие как биотехнология, биоинженерия, медицинское материаловедение, имплантология, требующие политехнического образования с одной стороны и биомедицинских знаний с другой. Интерес к новым дисциплинам проявили крупные корпорации, что позволило создать за рубежом мощную инфраструктуру. В России возникла Академия медико-технических наук.

Основные цели программы

Цель — получить:

  • фундаментальное и практическое образование в области медицинского и биологического инжиниринга: разработка, изучение свойств, производство и клиническое использование биоматериалов с целью замещения структуры и функции поврежденной ткани или органа;
  • практические навыки расчетно-конструкторской, экспериментальной и технологической деятельности, связанной с испытанием и внедрением в клиническую практику новых материалов и медицинских изделий;
  • навыки создания технологического оборудования для синтеза биосовместимых искусственных поверхностей;
  • практические навыки анализа и оценки рисков, организации технических, санитарно-химических, доклинических и клинических испытаний новых материалов;
  • практические знания правовых, нормативных (ГОСТы, ISO), этических аспектов использования новых материалов в медицине.

Задачи магистерской подготовки

Подготовка самостоятельного специалиста, получившего:

  • фундаментальное и практическое образование в области медицинского и биологического инжиниринга: разработка, изучение свойств, производство и клиническое использование биоматериалов с целью замещения структуры и функции поврежденной ткани или органа; разработка новых технологий модифицирования поверхностей медицинских имплантатов и плазмохимического синтеза биосовместимых материалов и покрытий;
  • практические навыки расчетно-конструкторской, экспериментальной технологической деятельности, связанной с испытанием и внедрением в клиническую практику новых материалов медицинского назначения, использованием ионно-плазменных и пучковых технологий, а также создания технологического оборудования для синтеза биоинертных и биоактивных материалов.

Магистр должен быть подготовлен к решению следующих задач:

  • формулировка задач и программ научно-исследовательских работ, разработка методик теоретических и экспериментальных исследований, их проведение, обработка и обобщение результатов исследований;
  • разработка перспективных технологических установок и устройств для создания новых материалов медицинского применения, их производство и внедрение в клиническую практику;
  • принятие управленческих решений в сфере разработки, производства и реализации медицинских изделий.

Специальные дисциплины подготовки:

  • Наноструктурные материалы на металлической и керамической основе
  • Основы взаимодействия биологических тканей с искусственными материалами
  • Материаловедение поверхности и тонких пленок
  • Основы взаимодействия биологических тканей с искусственными материалами
  • Биоматериалы и биомеханика: основы и клиническое приложение
  • Анализ и оценка риска, организация технических, санитарно-химических, доклинических и клинических испытаний новых материалов. Правовые, нормативные, этические аспекты использования новых материалов в медицине
  • Компьютерные технологии в материаловедении
  • Методические основы разработки и организации производства медицинских изделий

Материально-техническая база

  • Установка ионно-плазменного модифицирования поверхности материалов и формирования тонких пленок в плазме магнетронного разряда;
  • импульсный ускоритель ионов наносекундной длительности как источник плотной абляционной плазмы;
  • сканирующий нанотвердомер NanoScan;
  • профилометр-профилограф Talysurf 5–120;
  • информационно-измерительный комплекс для измерения электрических характеристик поверхности материалов и тонких пленок;
  • учебно-лабораторная установка вакуумного напыления «Leybold Z-650»;
  • рентгеновский дифрактометр SHIMADZU XRD-7000S;
  • высокотемпературная камерная печь для обработки в защитной газовой атмосфере или в вакууме Nabertherm HTK-18;
  • автоматический ртутный порозиметр Quantachrome PoreMaster 33;
  • сканирующий электронный микроскоп JSM-7500FA;
  • просвечивающий электронный микроскоп JEM-2100F с оборудованием для пробоподготовки;
  • сканирующий зондовый микроскоп — СЗМ/АСМ NtegraAura;
  • учебный класс в составе 10 сканирующих зондовых микроскопов NanoEducator.

Конкурентные преимущества магистров

Биоматериалы представляют собой быстрорастущую область науки и производства, что связано с нуждами практической медицины, нуждающейся в искусственных материалах для восстановления биологических функций органов.

На рубеже XX-XXI веков появились и активно развиваются новые дисциплины, такие как биотехнология, биоинженерия, медицинское материаловедение, имплантология, требующие политехнического образования с одной стороны и биомедицинских знаний с другой. Интерес к новым дисциплинам проявили крупные корпорации, что позволило создать за рубежом мощную инфраструктуру.

В настоящее время рынок биосовместимых покрытий в России только лишь начал развиваться. Большинство имплантатов применяются без покрытий вообще. Однако новые вводимые требования изменят ситуацию. В России и в Томске, в частности, имеются некоторые новые технологии и материалы, требующие своего внедрения в медицину.

Исключительные компетенции выпускников позволяют:

  • разрабатывать методики теоретических и экспериментальных исследований и тестирования материалов медицинского применения, проводить испытания, обрабатывать и обобщать результаты тестирования;
  • разрабатывать перспективные технологические установки и организовывать производство в соответствии с особенностями стандартизации медицинских изделий;
  • планировать проектирование и разработку, определять порядок проведения приёмочных испытаний, разрабатывать содержание технических условий на медицинские изделия;
  • организовать технические, санитарно-химические, доклинические и клинические испытания медицинских изделий в соответствии с международными требованиями;
  • анализировать, оценивать и управлять рисками применения изделий в медицинской практике с учетом правовых, нормативных и этических аспектов использования новых материалов в медицине;
  • организовать подготовку и проведение государственной регистрации медицинских изделий.

Трудоустройство

Научно-исследовательские институты, центры, лаборатории; предприятия и организации любой формы собственности, производящие медицинские изделия; коммерческие организации, реализующие медицинские изделия и оказывающие высокотехнологические медицинские услуги; высшие учебные заведения.

Магистр техники и технологий может работать в должностях, предусмотренных законодательством РФ для лиц, имеющих высшее профессиональное образование (старшим лаборантом, младшим научным сотрудником, инженером в НИИ, инженером, технологом на промышленных предприятиях и в лабораториях, руководителем технических служб коммерческих организаций, реализующих медицинские изделия и оказывающих высокотехнологические медицинские услуги).

В соответствии с полученной за время обучения дополнительной квалификацией «Преподаватель» — может быть преподавателем средней школы и среднего профессионального учреждения, в соответствии с дополнительной квалификацией «Преподаватель высшей школы» — может быть также преподавателем вуза.

Партнеры кафедры

В работе по программе участвуют:

  • Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
  • Сибирский государственный медицинский университет (СГМУ), г. Томск
  • Новокузнецкий государственный институт дополнительного усовершенствования врачей (ГИДУВ, Новокузнецк), кафедра челюстно-лицевой хирургии
  • Сибирский научно-исследовательский и испытательный центр медицинской техники (СибНИИЦМТ), г. Новосибирск
  • Сибирский химический комбинат, Лаборатория металловедения

Профессорско-преподавательский состав:

  • Шаркеев Юрий Петрович, д.ф.-м.н., профессор, ИФПМ СОРАН, г. Томск
  • Хлусов Игорь Альбертович, д.м.н., профессор, СГМУ, г. Томск
  • Тазин Иван Дмитриевич, д.м.н., профессор, СГМУ, г. Томск
  • Аронов Анатолий Маркович, д.э.н., Академик АМТН, член-корреспондент РАЕН (СибНИИЦМТ, г. Новосибирск)
  • Поленичкин Владимир Кузьмич, д.м.н. профессор, ГИДУВ, г. Новокузнецк

Иностранные партнеры:

  • Prof. Dr. Matthias Epple, Institut fuer Anorganische Chemie, Universitaet Duisburg-Essen, Essen, Germany
  • Prof. Antje Liersch, Vienna University of Technology (TUW), Institute of Chemical Technologies and Analytics
  • Prof. Jurgen Stampfl, Vienna University of Technology (TUW), Institute of Materials Science and Technology
  • Prof. Mitsunobu Iwasaki, Kinki University, Higashi-Osaka, Japan