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Academic Year/course: 2022/23

633 - Master's Degree in Biomedical Engineering

69712 - Nano-biomedicine: Fundamentals and applications


Syllabus Information

Academic Year:
2022/23
Subject:
69712 - Nano-biomedicine: Fundamentals and applications
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
633 - Master's Degree in Biomedical Engineering
ECTS:
3.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The subject consists of 3 ECTS credits or 75 hours of student work.

 

The primary objectives are to show the student how nanotechnology is contributing to the development of new

diagnostic and therapy systems, as well as the improvement of existing ones. Current examples on how nanoscience and the technological equipment derived from it are making it possible to improve the quality of patient´s care,

allowing progress towards a more personalized healthcare technology, with an affordable cost level, offering

competitive products with high added value. It is also planned as an objective to differentiate those approaches

of Nanotechnology that are applied to Therapy of those that are applied to Diagnosis with special emphasis on the

use of Biosensors.

From the point of view of therapy, the emergence of localized drug delivery will first be described.

We will describe how by using nanoparticles as a new therapeutic technique that minimizes the inconveniences of the usual therapies is possible to obtain outstanding improvements.

The fundamental concepts to understand the mechanisms of pharmacokinetics and phrmacodynamics will be reviewed.

The nanoparticles synthesis and characterization techniques used in localized drug delivery will be described. The applications of nanoparticles will be described according to the different physiological administration routes. The strategies and key aspects for the immobilization of the element of recognition in biosensing will be also described. The course program will be divided into two large groups of nanoparticles, organic and inorganic.

The way to deliver nanoparticles will also be divided into two large groups, using active and passive mechanisms. Special emphasis will be placed on the description of the nanoparticles used in therapy and diagnosis.

Magnets as therapeutic instruments (in localized drug delivery and in magnetic hyperthermia) will also be reviewed. We will

describe the future and social, ethical, and environmental implications of these technologies and we will introduce the field of

Nanotoxicology.

Within the diagnostic part, special emphasis will be placed on the development of Biosensors, from their manufacture, the

different types of sensors and transducers as well as different fields of application. The sensors will be compared

based on Nanotechnologies with conventional sensors currently used in the Biological and Medical fields.

The syllabus interconnects with the subject of the Design of prostheses and implants and with Biomaterials, as well as with

medical imaging (Medical Imaging Technologies), since drugs are locally delivered from

devices implanted directly in the body. In the same way, Biomaterials search in many of their

biomedical applications bone or tissue regeneration, and consequently, localized drug delivery is a

tool to use (i.e., encapsulating growth factors). It is related to the subject: Fundamentals of

anatomy and cell biology of which many aspects are necessary to know to understand well the part of Biosensors.

In the therapeutic part, the subject Optical Technologies in Biomedicine would also be complementary.

This subject positions the student in the knowledge of the most advanced tools used today in the

biomedical context in the field of clinical and in vivo diagnosis, which is part of the objectives of the Degree

Biomedical Engineering. In addition to internalizing the student in the synthesis of nanomaterials and their biofunctionalization to the development of nanobiosensors, students will also be introduced in the most advanced characterization techniques to research in Nanoscience and Nanobiotechnology (TEM, SEM, XPS, DLS, EDX, SQUID, etc.). 

 

These approaches and objectives are aligned with some of the Sustainable Development Goals, SDG, of the 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) and certain specific goals, in such a way that the acquisition of the Learning outcomes of the subject provides training and competence to the student to contribute to a certain extent to their achievement:

 

  • Goal 3: ensure healthy lives and promote well-being for all ages

 

Target 3.3 By 2030, end the epidemics of AIDS, tuberculosis, malaria, and neglected tropical diseases and combat hepatitis, waterborne diseases, and other communicable diseases.

 

Target 3.9: By 2030, substantially reduce the number of deaths and illnesses caused by hazardous chemicals and air, water, and soil pollution.

 

Target 3.d Strengthen the capacity of all countries, particularly developing countries, in early warning, risk reduction, and management of national and global health risks.

 

  • Goal 4: Ensure inclusive, equitable, and quality education and promote lifelong learning opportunities for all

 

Target 4.4 By 2030, significantly increase the number of young people and adults who have the necessary skills, particularly technical and professional ones, to access employment, decent work, and entrepreneurship.

 

  •  Objective 9: Industry, innovation, and infrastructure

 

Target 9.5 Increase scientific research and improve the technological capacity of industrial sectors in all countries, particularly developing countries, including by fostering innovation and significantly increasing, by 2030, the number of people working in research and development per million inhabitants and the spending of the public and private sectors in research and development.

 

 

1.2. Context and importance of this course in the degree

The applications based on Nanoscience represent some of the most important breakthroughs for the

pharmaceutical industry. We believe that within the field of Biomedical Engineering the knowledge of some of the applications of Nanoscience will have a large projection and impact. This knowledge will allow the student to

get to know a new area of ​​rapid development and impact that can revolutionize classical medicine.

The knowledge acquired in the courses on medical imaging and on fundamentals of anatomy and cell biology, on materials in general and biomaterials in particular will help to facilitate learning.

1.3. Recommendations to take this course

The subjects:

 

  • Nanobiomedicine: Fundamentals and Applications (3 ECTS)
  • Nanotherapy (3 ECTS)
  • Nanodiagnosis (3 ECTS)

They are sequential subjects and it is recommended to take them in succession if you want to receive an expert and specific vision of the applications of nanostructured materials in the biomedical field. Nanomedicine, as an application of nanotechnology to the development of new diagnostic and therapy systems, as well as to the improvement of existing ones, and has been indicated as a priority in both the strategic agendas of OECD countries and emerging countries, hence its great interest and importance. Its implementation is focused on improving the quality of patient´s care, allowing progress towards a more personalized healthcare technology, with an affordable cost level, offering competitive products with high added value. These three courses offer a vision of the field as exhaustive as possible in the timeline provided.

 

If you simply want to have a global vision of the field of nanobiomedicine without going into detail in knowing how nanomedicine is already a reality that is producing advances in the diagnosis, prevention, and treatment of diseases, it would be enough to take the introductory course: " Nanobiomedicine: Fundamentals and Applications (3 ECTS) "but if you want to get in-depth into the field and carry out laboratory practices related to Biomedical applications, you should take all three subjects. This is one of the specialization subjects that is focused on the use of Nanomaterials in Therapy, specifically in Localized Drug Delivery.

 

The professors in charge of teaching Nanotherapy belong to the area of ​​Chemical Engineering.

 

The language used in the classes is Spanish (or if there is consensus among students, English).

2. Learning goals

2.1. Competences

After passing the subject, the student will be more competent to ...

Possess and understand the knowledge that provides a basis or opportunity to be original in the development and / or application of ideas, often in a research context (CB. 6)

 

The students will know how to apply the knowledge acquired and their ability to solve problems in new or unfamiliar environment within broader (or multidisciplinary) contexts related to their area of ​​study (CB.7)

 

The students will be able to integrate knowledge and face the complexity of formulating judgments based on information that, being incomplete or limited, includes reflections on the social and ethical responsibilities linked to the application of their knowledge and judgments (CB.8)

 

The students will know how to communicate their conclusions and the knowledge and ultimate reasons that support them to specialized and non-specialized audiences in a clear and unambiguous way (CB.9)

 

The students will possess the learning skills that will allow them to continue studying in a way that will be largely self-directed or autonomous (CB.10)

 

The students will possess the aptitudes, skills, and methodology necessary to carry out multidisciplinary research and / or development work in any area of ​​Biomedical Engineering (CG.1)

 

The students will be able to use the engineering techniques, skills, and tools necessary for solving problems in the biomedical and biological fields (CG.2)

 

They will be able to understand and critically evaluate scientific publications in the field of Biomedical Engineering (CG.3)

 

They will be able to learn continuously and develop autonomous learning strategies (CG.4)

 

They will be able to manage and use bibliography, documentation, legislation, databases, software and hardware specific to biomedical engineering (CG.5)

 

The will be able to analyze, design, and evaluate solutions to problems in the biomedical field through knowledge and advanced technologies of biomechanics, biomaterials, and tissue engineering (CO.3)

 

2.2. Learning goals

The student should be able to prepare a scientifically valid report by developing one of the examples described during the course on Materials and Devices including biosensors currently used in Nanoscience or Nanotechnology.

The student passing this subject acquires a basic knowledge in the field of Biomedical Applications of Nanoscience, starting from learning to synthesize said nanomaterials, to characterize them, and to apply them in therapy and in diagnosis. The requirement in the work requested to pass the subject is such that a merely informative work without scientific value is not admissible.

The student is able to handle the basic terminology of the field of Nanomedicine, understands the concepts, and is able to

relate them. Is able to see in the global context of Biomedical applications the importance and role that

performs Nanobiomedicine.

2.3. Importance of learning goals

The student can expand the range of possibilities that his/her training offers after completing the master's by "discovering" the multidisciplinary possibilities that Nanoscience offers in the field of Nnobiomedicine in therapy and in diagnosis. As well as being able to apply their training to the Pharmaceutical Industry, Biotechnology, etc.

The importance of the learning outcomes designed for this subject lies in being able to demonstrate basic knowledge in one of the fields with the greatest current projection in the field of Bioengineering, Biomaterials, Personalized Medicine, and Biomedicine.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student must demonstrate that they have achieved the expected learning outcomes through the following assessment activities:

CONTINUOUS ASSESSMENT

If the student opts for continuous assessment:

A1: Personal work:

The student is able to develop a scientifically valid report by developing a scientific review article on any of the examples or applications described during the course.

The student, passing this subject, acquires a basic knowledge in the field of Biomedical Applications of Nanoscience, as well as more specific learning in Localized Drug Delivery and in that of Biosensors through the elaboration of said revision work. The requirement in the work requested to pass the subject is such that a merely informative work without scientific value is not admissible.

The professor will propose to each of the enrolled students a topic related to the subject of the course and as close as possible to the interests of the student, taking into account their professional tasks or thesis project that they are developing (if applicable).

The work will have to have the structure of a review scientific article with the following structure:

-Title

-Author

-Summary of the work: Without exceeding 250 words, it should be a concise description of the material presented in the work and its implications.

-Introduction: It should be 1 or 2 paragraphs, from 250 to 750 words each defining and introducing the topic of the work.

-Review of the state of the art: There is no limit to the number of words. This section will describe the most recent advances in the field on which this scientific review is being carried out, emphasizing those advances that have given the area a great boost, the directions to follow in this field, and the applications that are foreseen for the next years.

-Conclusions: Summary of the key conclusions obtained from the review. 1 to 2 paragraphs with a total of 250 to 750 words.

-Bibliography: Bibliographic citations that are mentioned in the text.

The student will also publicly present the personal work developed. The public presentation will last approximately 10 min per student.

The student will carry out a laboratory practice that consists of the synthesis of magnetic nanoparticles and their stabilization in organic and aqueous media to potentially be used in therapy (magnetic hyperthermia) or in diagnosis (magnetic sensors or magnetic concentration of analytes)

In addition to the revision work, the student will take an exam that will consist of 10 questions and that will encompass basic concepts of the subjects covered during the course (one of the questions will deal specifically with the practices carried out).

Evaluation criteria:

The revision work will be evaluated from 0 to 10 depending on how the student has described the current state of the art in the chosen topic as well as the quality of his personal vision on said field. It is not a question of making a review mentioning each and every one of the advances in the area, but rather having an overview mentioning those that have had an impact and mentioning which future lines of research and in which lines they will direct the efforts of researchers in the next years. The personal opinion of each student on the topic in question will be specifically assessed. The public presentation held will also be valued.

A2: Exam with theoretical questions:

The exam will be evaluated from 0 to 10 based on the valid answers obtained.

The exam grade will count as 50% of the student's final grade. The mark for the revision work will be 30% of the final mark for the course. Likewise, the presentation and defense of the work will count with a 10% in the final grade. To pass the course, both the work and the theoretical exam must be passed separately with a grade equal to or greater than 5. Student participation and follow-up will be assessed with 10% of the final grade.

If the student fails the theoretical exam but passes the personal work, the latter will be saved until September.

OVERALL EVALUATION

If the student chooses this modality, they will have the right to a global assessment exam. This exam will be evaluated from 0 to 10 and will represent the final grade for the course.

It is not an option to select both types of evaluation (Overall and Continuous) and then select the best score of both.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology to be followed in this subject is based on cooperative work between the teacher and the student. Although the classic methodology of teaching lectures will be followed, the active participation of the student will be sought during the learning process, so participation and discussion during the class will be encouraged.

4.2. Learning tasks

The subject has a clear orientation applied to the field of clinical and in vivo therapy. After the theoretical and practical sessions, the student will work individually and apply the knowledge acquired in preparing a monographic work that reflects the most cutting-edge advances, published in the literature, in the field of nanobiomedicine in the field of a specific application to be designated.

 

The learning process that has been designed for this subject is based on the following:

 

A01 Participatory master class (26 hours). Presentation by the teacher of the main contents of the subject. This activity will be carried out in the classroom in person.

 

A02 The rest of the activities (including tutored work, evaluations, practices, public exhibitions, and personal study) corresponds to 49 hours.

 

A1 Carrying out a practical application or research work.

 

The professor will propose to each of the enrolled students a topic related to the subject of the course and as close as possible to the interests of the student, taking into account their professional tasks or thesis project that they are developing (if applicable).

 

The work will have to have the structure of a review scientific article with the following structure:

 

-Title

 

-Author

 

-Summary of the work: Without exceeding 250 words, it should be a concise description of the material presented in the work and its implications.

 

-Introduction: They will have to be 1 or 2 paragraphs, from 250 to 750 words each defining and introducing the topic of the work.

 

-Review of the state of the art: There is no limit to the number of words. This section will describe the most recent advances in the field on which this scientific review is being carried out, emphasizing those advances that have given the area a great boost, the directions to follow in this field, and the applications that are foreseen for the next years.

 

-Conclusions: Summary of the key conclusions obtained from the said review. 1 to 2 paragraphs with a total of 250 to 750 words.

 

Bibliography: Bibliographic citations that are mentioned in the text.

 

The student will publicly defend for 10 min the work developed during it to the rest of the class.

 

A3: Tutoring. Schedule personalized attention to the student in order to review and discuss the materials and topics presented in the theoretical classes.

 

A4: Evaluation. Theoretical written tests. The detail is in the section corresponding to the evaluation activities

 

 

4.3. Syllabus

Topic 1. Generalities of Nanoscience, historical review, underlying scientific basis to explain the behavior of
nanomaterials. Manipulation of materials at the atomic and molecular scale.
Unit 2. Synthesis and characterization of nanoparticles and nanostructured materials. Physical and chemical methods of
synthesis of nanoparticles. Nanomaterial characterization techniques.
Unit 3. Biochemistry applied to Nanomedicine. Basic knowledge of biology (structure and function of biomolecules:
DNA probes, enzymes, antibodies, etc.).
Topic 4. Strategies and key aspects for the immobilization of the recognition element. We will discuss the most suitable functionalization methods according to the type of recognition element to be used (acids
nucleic acids, enzymes, antibodies, etc.). Other key aspects such as the importance of controlling stoichiometry by
controlling the number of attached recognition moieties will also be discussed.
Unit 5. Introduction to the therapeutic and diagnostic applications of Nanobiomedicine.
Topic 6. Future and social, ethical, and environmental implications of these technologies. Nanotoxicology

4.4. Course planning and calendar

Calendar of face-to-face sessions and student´s presentations of their work

The start and end dates of the theoretical and problem classes, as well as the dates of the laboratory practices and global assessment tests, will be those set by the School of Engineering and Architecture and published on the master's website ( http://www.masterib.es). The delivery dates and monitoring of the tutored practical work will be announced well in advance in class and on the subject's website in moodle, https://moodle.unizar.es/> (or in the Alfresco server of the Master).

 

The practical sessions will be held in the laboratories of the Aragón Institute of Nanoscience and Materials (INMA) in the R&D Building of the Rio Ebro Campus, Mariano Esquillor S / N street (Floor 1-Block 8). The day and time will be agreed upon between all participants without altering their participation in other subjects. It will be necessary to take the chemical security measures required by the University of Zaragoza, which include: Protective glasses, gowns, and gloves. The student must have their own protective glasses and gown. The student will not be able to carry out the laboratory practice with contact lenses or if they do not have eye protection and a gown.

 

The subject is taught in the second semester. Among the main activities planned are the presentation of the theoretical contents, the realization of laboratory practices, and the realization of tutored practical work related to the contents of the subject as well as developing public presentations.

 

The start and end dates of the theoretical classes, as well as the dates of the laboratory practices and the global assessment tests will be those set by the School of Engineering and Architecture and published on the master's website (http: / /www.masterib.es). The delivery dates and monitoring of the tutored practical work will be announced well in advance in class and on the subject's website in moodle, https://moodle.unizar.es/> (or in the Alfresco server of the Master).

The student will carry out a laboratory practice on the synthesis of nanomaterials.

4.5. Bibliography and recommended resources


Curso Académico: 2022/23

633 - Máster Universitario en Ingeniería Biomédica

69712 - Nanobiomedicina: Fundamentos y aplicaciones


Información del Plan Docente

Año académico:
2022/23
Asignatura:
69712 - Nanobiomedicina: Fundamentos y aplicaciones
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
633 - Máster Universitario en Ingeniería Biomédica
Créditos:
3.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La materia consta de 3 créditos ECTS o 75 horas de trabajo del alumno. Los objetivos primordiales son mostrar al alumno como la nanotecnología está contribuyendo al desarrollo de nuevos sistemas de diagnóstico y terapia, así como a la mejora de los existentes. Se mostraran ejemplos actuales de cómo dicha Ciencia y los equipos tecnológicos que se derivan de ella están permitiendo mejorar la calidad del servicio al paciente, permitiendo avanzar hacia una tecnología sanitaria más personalizada, con un nivel de coste asumible, ofreciendo productos competitivos y de alto valor añadido. Se planeta también como objetivo el de diferenciar aquellas aproximaciones Nanotecnológicas que van aplicadas a la Terapia de aquellas que van aplicadas al Diagnóstico con especial énfasis en la utilización de los Biosensores.  Desde el punto de vista de la terapia, en primer lugar se describirá la aparición del suministro localizado de fármacos empleando nanopartículas como una nueva técnica terapéutica que minimiza los inconvenientes de las terapias habituales. Los conceptos fundamentales para entender los mecanismos de difusión de los fármacos en el organismo serán revisados. Se detallarán las técnicas de síntesis y caracterización de las nanopartículas empleadas en el suministro localizado de fármacos. Las aplicaciones de las nanopartículas se describirán de acuerdo con las distintas vías fisiológicas por las que se pueden suministrar los fármacos. Se describirán las estrategias y aspectos claves para la inmovilización del elemento de reconocimiento. Se dividirá el programa de la asignatura en dos grandes grupos de nanopartículas, orgánicas e inorgánicas. También se dividirá en dos grandes grupos la manera de aproximar las nanopartículas allí donde la terapia o el diagnóstico sean necesarios, usando mecanismos activos y pasivos. Especial énfasis se hará en la descripción de las nanopartículas magnéticas como instrumentos terapéuticos (en el suministro localizado de fármacos y en hipertermia magnética). Se describirá el futuro e implicaciones sociales, éticas y ambientales de estas tecnologías y se introducirá el campo de la Nanotoxicología.  Dentro de la parte de diagnóstico se hará especial énfasis en el desarrollo de los Biosensores, desde su fabricación, los distintos tipos de sensores y de transductores así como los distintos campos de aplicación. Se compararán los sensores basados en Nanotecnologías con los sensores convencionales utilizados actualmente en los campos Biológicos y Médicos. El temario interconecta con la materia de Diseño de prótesis e implantes y con Biomateriales, así como con Sistemas de imagen médica (Tecnologías de captación de imágenes médicas), ya que se suministran localizadamente fármacos desde dispositivos implantados directamente en el organismo. Del mismo modo, los Biomateriales buscan en muchas de sus aplicaciones biomédicas la regeneración ósea o tisular, y en consecuencia, el suministro localizado de fármacos es una herramienta a utilizar (i.e., encapsulando factores de crecimiento). Está relacionada con la asignatura: Fundamentos de anatomía y biología celular de la cual muchos aspectos son necesario conocer para entender bien la parte de Biosensores. En la parte terapéutica la asignatura Tecnologías Ópticas en Biomedicina también sería complementaria.  Esta materia posiciona al estudiante en el conocimiento de las herramientas más punteras utilizadas hoy en día en el contexto biomédico en el ámbito del diagnóstico clínico e in vivo, lo cual se enmarca dentro de los objetivos de la Titulación de Ingeniería Biomédica. Además de interiorizar al estudiante en la síntesis de nanomateriales y su biofuncionalización para el desarrollo de nanobiosensores, también se interiorizará al alumnado en las técnicas de caracterización más punteras para la investigación en Nanociencia y Nanobiotecnología (TEM, SEM, XPS, DLS, EDX, SQUID, etc.). Se podrá visitar todo este equipamiento ya que contamos con él en el Instituto de Nanociencia de Aragón (microscopios electrónicos de trasmisión con corrector de aberraciones TITAN, salas blancas, etc.). 

 

Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) y determinadas metas concretas, de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia al estudiante para contribuir en cierta medida a su logro:

 

• Objetivo 3: garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades

Meta 3.3 Para 2030, poner fin a las epidemias del SIDA, la tuberculosis, la malaria y las enfermedades tropicales desatendidas y combatir la hepatitis, las enfermedades transmitidas por el agua y otras enfermedades transmisibles.

Meta 3.9: Para 2030, reducir sustancialmente el número de muertes y enfermedades producidas por productos químicos peligrosos y la contaminación del aire, el agua y el suelo.

Meta 3.d Reforzar la capacidad de todos los países, en particular los países en desarrollo, en materia de alerta temprana, reducción de riesgos y gestión de los riesgos para la salud nacional y mundial.

 

• Objetivo 4: Garantizar una educación inclusiva, equitativa y de calidad y promover oportunidades de aprendizaje durante toda la vida para todos

Meta 4.4 De aquí a 2030, aumentar considerablemente el número de jóvenes y adultos que tienen las competencias necesarias, en particular técnicas y profesionales, para acceder al empleo, el trabajo decente y el emprendimiento.

 

• Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras 

Meta 9.5 Aumentar la investigación científica y mejorar la capacidad tecnológica de los sectores industriales de todos los países, en particular los países en desarrollo, entre otras cosas fomentando la innovación y aumentando considerablemente, de aquí a 2030, el número de personas que trabajan en investigación y desarrollo por millón de habitantes y los gastos de los sectores público y privado en investigación y desarrollo.

 

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Las aplicaciones basadas en Nanociencia representan unas de las de mayor auge económico de toda la Industria
farmacéutica. Creemos que dentro del campo de la Ingeniería Biomédica el conocimiento de alguna de las aplicaciones
Biomédicas de la Nanociencia será de mucha proyección futura. Dicho conocimiento permitirá que el estudiante pueda
conocer un área novedosa y de gran auge e impacto que puede revolucionar la medicina clásica.
Los conocimientos adquiridos en la titulación sobre imagen médica y los fundamentos de anatomía y biología celular,
materiales en general y biomateriales en particular contribuyen a facilitar el aprendizaje.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Las asignaturas:

  • Nanobiomedicina: Fundamentos y Aplicaciones (3 ECTS)
  • Nanoterapia (3 ECTS)
  • Nanodiagnóstico (3 ECTS)

Son asignaturas secuenciales y se recomienda cursarlas en sucesión si se desea tener una visión experta y específica de
las aplicaciones de las nanoestructuras en el campo biomédico. La nanomedicina, como aplicación de la nanotecnología al
desarrollo de nuevos sistemas de diagnóstico y terapia, así como a la mejora de los existentes, ha sido señalada como una
prioridad tanto de las agendas estratégicas de los países OCDE como de países emergentes, de ahí su gran interés e
importancia. Su implantación se enfoca hacia la mejora en la calidad del servicio al paciente, permitiendo avanzar hacia una
tecnología sanitaria más personalizada, con un nivel de coste asumible, ofreciendo productos competitivos y de alto valor
añadido. Dichos tres cursos ofrecen una visión del campo lo más exhaustiva posible.
Si se desea simplemente tener una visión global del campo de la nanobiomedicina sin entrar en detalle en saber cómo la
nanomedicina es ya una realidad que está produciendo avances en el diagnóstico, la prevención y el tratamiento de las
enfermedades bastaría con cursar el curso introductorio: "Nanobiomedicina: Fundamentos y Aplicaciones (3 ECTS)" pero si
se desea profundizar en el campo y realizar prácticas de laboratorio relacionadas con las aplicaciones Biomédicas habría
que cursar las tres asignaturas.
Los profesores encargados de impartir la docencia pertenecen a las áreas de Ingeniería Química y de Química Orgánica.
El idioma de impartición de las clases es el inglés (o si hay consenso entre los alumnos, el castellano)

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...
Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de
ideas, a menudo en un contexto de investigación (CB. 6)
Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos
nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio (CB.7)
Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimiento y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una
información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a
la aplicación de sus conocimientos y juicios (CB.8)
Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos
especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades (CB.9)
Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de
ser en gran medida autodirigido o autónomo (CB.10)
Poseer las aptitudes, destrezas y método necesarios para la realización de un trabajo de investigación y/o desarrollo de tipo
multidisciplinar en cualquier área de la Ingeniería Biomédica (CG.1)
Ser capaz de usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la resolución de problemas del
ámbito biomédico y biológico (CG.2)
Ser capaz de comprender y evaluar críticamente publicaciones científicas en el ámbito de la Ingeniería Biomédica (CG.3)
Ser capaz de aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo (CG.4)
Ser capaz de gestionar y utilizar bibliografía, documentación, legislación, bases de datos, software y hardware específicos
de la ingeniería biomédica (CG.5)
Ser capaz de analizar, diseñar y evaluar soluciones a problemas del ámbito biomédico mediante conocimientos y
tecnologías avanzados de biomecánica, biomateriales e ingeniería de tejidos (CO.3)

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...
Ser capaz de elaborar una memoria científicamente válida desarrollando uno de los ejemplos descritos durante el curso
sobre Materiales y Dispositivos empleados actualmente en Nanociencia o Nanotecnología.
El estudiante superando esta asignatura adquiere un conocimiento básico en el campo de las Aplicaciones Biomédicas de la
Nanociencia, partiendo de aprender a sintetizar dichos nanomateriales, a caracterizarlos y a aplicarlos en terapia y en
diagnóstico. La exigencia en el trabajo solicitado para superar la asignatura es tal que un trabajo meramente divulgativo sin
valor científico no es admisible.
El alumno es capaz de manejar la terminología básica del campo de la Nanomedicina, entiende los conceptos y es capaz de
relacionarlos. Es capaz de ver en el contexto global de las aplicaciones Biomédicas la importancia y el papel que
desempeña la Nanobiomedicina.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

El estudiante puede ampliar el abanico de posibilidades que su formación le brinda tras terminar el master al "descubrir" las
posibilidades multidisciplinares que la Nanociencia ofrece. Así como poder aplicar su formación a la Industria Farmacéutica,
Biotecnológica, etc.
La importancia de los resultados de aprendizaje diseñados para esta asignatura radica en poder demostrar conocimientos
básicos en uno de los campos de mayor proyección actual en el campo de la Bioingeniería, los Biomateriales, la Medicina
Personalizada y las aplicaciones Biomédicas.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes
actividades de evaluación
EVALUACIÓN CONTINUA
Si el alumno opta por evaluación continua:
A1: Trabajo personal:
El alumno es capaz de elaborar una memoria científicamente válida desarrollando un artículo científico de revisión sobre
alguno de los ejemplos o aplicaciones descritas durante el curso.
El estudiante superando esta asignatura adquiere un conocimiento básico en el campo de las Aplicaciones Biomédicas de la
Nanociencia, así como un aprendizaje más específico en el Suministro Localizado de Fármacos y en el de Biosensores
mediante la elaboración de dicho trabajo de revisión. La exigencia en el trabajo solicitado para superar la asignatura es tal
que un trabajo meramente divulgativo sin valor científico no es admisible.
El profesor propondrá a cada uno de los alumnos matriculados un tema relacionado con la temática del curso y lo más
próximo posible a los intereses del alumno teniendo en cuenta sus tareas profesionales o proyecto de tesis que estuviera
desarrollando (si procede).
El trabajo tendrá que tener la estructura de un artículo de divulgación científica de revisión con la siguiente estructura:
Título
Autor
Resumen del trabajo: Sin exceder las 250 palabras deberá ser una descripción concisa del material presentado en
el trabajo y sus implicaciones.
Introducción: Tendrán que ser 1 ó 2 párrafos, de 250 a 750 palabras cada uno definiéndose e introduciéndose el
tópico del trabajo.
Revisión del estado del arte: No hay límite en cuanto al número de palabras. Dicho apartado describirá los avances
más recientes en el campo sobre el que se está haciendo dicha revisión científica, haciendo hincapié en aquellos
avances que hayan supuesto un gran impulso al área, las direcciones a seguir en este campo y las aplicaciones
que se prevén para los próximos años.
Conclusiones: Resumen de las conclusiones clave que se obtienen de dicha revisión. De 1 a 2 párrafos con un
total de 250 a 750 palabras.
Bibliografía: Citas bibliográficas que son mencionadas en el texto.
El alumno expondrá también públicamente el trabajo personal desarrollado. La exposición pública tendrá una duración
aproximada de 10 min por alumno.
Además del trabajo de revisión el alumno realizará un examen tipo test que constará de 5 preguntas y que englobarán
conceptos básicos de las materias tratadas durante el curso.
Criterio de evaluación:
El trabajo de revisión será evaluado de 0 a 5 dependiendo de cómo el alumno haya descrito el estado del arte actual en el
tópico elegido así como la calidad de su visión personal sobre dicho campo. No se trata de hacer una revisión mencionando
todos y cada uno de los avances en el área sino tener una visión general mencionando aquellos que hayan tenido un
impacto y mencionando qué líneas de investigación futuras y en qué líneas van a dirigir los esfuerzos de los investigadores
en los próximos años. Se valorará específicamente la opinión personal de cada alumno sobre el tópico en cuestión.
A2: Examen con cuestiones teóricas:
El examen se evaluará de 0 a 5 en virtud de las respuestas válidas obtenidas.
La nota del examen computará en un 50% de la nota final del alumno. La nota del trabajo de revisión computará con el 30%
restante de la nota final. La participación y seguimiento del alumno se valorará con un 10% de la nota final. Y el 10%
restante se asignará a la calidad de la presentación oral del trabajo individual. Para aprobar la asignatura hay que aprobar
separadamente tanto el trabajo como el examen teórico con una nota igual o superior a 5.
Si el alumno suspende el examen teórico pero aprueba el trabajo personal, éste último se guardará hasta Septiembre.
EVALUACIÓN GLOBAL
Si el alumno opta por esta modalidad tendrá derecho a un examen de evaluación global. Dicho examen se evaluará de 0 a
10 y representará la nota final de la asignatura.

No se puede optar por hacer ambas opciones (Evaluación A2 junto con el trabajo y Exámen Global) y elegir la mejora calificación de ambas dos.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

La metodología a seguir se basa en el trabajo cooperativo entre el profesor y el alumno. A pesar de que se seguirá la
metodología clásica de impartición de clases magistrales, se buscará la participación activa del alumno durante el proceso
de aprendizaje por lo que se fomentará la participación y discusión durante la clase.

4.2. Actividades de aprendizaje

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:
A01 Al resto de actividades (incluidos trabajos tutorados, evaluaciones, exposiciones públicas y estudio personal) le
corresponden 49 horas.
A02 Clase magistral participativa (26 horas).Exposición por parte del profesor de los principales contenidos de la
asignatura. Esta actividad se realizará en el aula de forma presencial.
A1 Realización de trabajos prácticos de aplicación o investigación.
El profesor propondrá a cada uno de los alumnos matriculados un tema relacionado con la temática del curso y lo más
próximo posible a los intereses del alumno teniendo en cuenta sus tareas profesionales o proyecto de tesis que estuviera
desarrollando (si procede).
El trabajo tendrá que tener la estructura de un artículo de divulgación científica de revisión con la siguiente estructura:
-Título
-Autor
-Resumen del trabajo: Sin exceder las 250 palabras deberá ser una descripción concisa del material presentado en el
trabajo y sus implicaciones.
-Introducción: Tendrán que ser 1 ó 2 párrafos, de 250 a 750 palabras cada uno definiéndose e introduciéndose el tópico del
trabajo.
-Revisión del estado del arte: No hay límite en cuanto al número de palabras. Dicho apartado describirá los avances más
recientes en el campo sobre el que se está haciendo dicha revisión científica, haciendo hincapié en aquellos avances que
hayan supuesto un gran impulso al área, las direcciones a seguir en este campo y las aplicaciones que se prevén para los
próximos años.
-Conclusiones: Resumen de las conclusiones clave que se obtienen de dicha revisión. De 1 a 2 párrafos con un total de 250
a 750 palabras.
Bibliografía: Citas bibliográficas que son mencionadas en el texto.
El alumno expondrá públicamente durante 10 min el trabajo desarrollado durante el mismo al resto de la clase.
A3: Tutoría. Horario de atención personalizada al alumno con el objetivo de revisar y discutir los materiales y temas
presentados en las clases teóricas.
A4: Evaluación. Prueba escrita teórica. El detalle se encuentra en la sección correspondiente a las actividades de
evaluación

4.3. Programa

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes
apartados:
Tema 1. Generalidades de la Nanociencia, revisión histórica, base científica subyacente para explicar el comportamiento de
los nanomateriales. Manipulación de los materiales a escala atómica y molecular.
Tema 2. Síntesis y caracterización de nanopartículas y de materiales nanoestructurados. Métodos físicos y químicos de
síntesis de nanopartículas. Técnicas de caracterización de nanomateriales.
Tema 3. Bioquímica aplicada a Nanomedicina. Conocimientos básicos de biología (estructura y función de biomoléculas:
sondas de ADN, enzimas, anticuerpos, etc.).
Tema 4. Estrategias y aspectos claves para la inmovilización del elemento de reconocimiento. Durante este tema se
discutirán los métodos de funcionalización más adecuados según el tipo de elemento de reconocimiento a utilizar (ácidos
nucleicos, enzimas, anticuerpos, etc.). Otros aspectos claves como la importancia del control de la estequiometría por
control del número de elementos de reconocimiento unido también serán discutidos.
Tema 5. Introducción a las aplicaciones terapéuticas y diagnósticas de la Nanobiomedicina.
Tema 6. Futuro e implicaciones sociales, éticas y ambientales de estas tecnologías. Nanotoxicología.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos
Las fechas de inicio y fin de las clases teóricas y de problemas, así como las fechas de realización de las prácticas de
laboratorio y las pruebas de evaluación global serán las fijadas por la Escuela de Ingeniería y Arquitectura y publicadas en la
página web del master (http://www.masterib.es). Las fechas de entrega y seguimiento de los trabajos prácticos tutorizados
se darán a conocer con suficiente antelación en clase y en la página web de la asignatura en el anillo digital docente,
https://moodle.unizar.es/ > (o bien en el servidor Alfresco del Master).
La asignatura se imparte en el segundo cuatrimestre. Entre las principales actividades previstas se encuentran la exposición
de los contenidos teóricos, la realización de prácticas de laboratorio (si se matricula el alumno de las asignaturas:
Nanoterapia y Nanodiagnóstico) y la realización de trabajos prácticos tutorizados relacionados con los contenidos de la
asignatura así como desarrollar exposiciones públicas.
Las fechas de inicio y fin de las clases teóricas, así como las fechas de realización de las prácticas de laboratorio y las
pruebas de evaluación global serán las fijadas por la Escuela de Ingeniería y Arquitectura y publicadas en la página web del
máster (http://www.masterib.es). Las fechas de entrega y seguimiento de los trabajos prácticos tutorizados se darán a
conocer con suficiente antelación en clase y en la página web de la asignatura en el anillo digital docente,
https://moodle.unizar.es/ (o bien en el servidor Alfresco del Master).

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=69312