Bioelectrónica

Conhecimentos de Base Recomendados

Não se aplica.

Métodos de Ensino

 Teórico - Serão utilizados meios audiovisuais incluindo a utilização do PowerPoint, visualização de vídeos e de outros conteúdos multimédia.

 Prático - Ensino interativo através da discussão de estudos de caso e aplicação da teoria dada para, por exemplo, manter culturas de celulas e estudar os seus sinais in-vitro.

 

Resultados de Aprendizagem

O aluno será capaz de:

-Desenvolver capacidades de avaliação crítica, necessárias para uma compreensão de conceitos em Bioeletrónica e Biossensores.

-Compreender o estado da arte dos Biomateriais usados em Biossensores.

-Entender como as células produzem eletricidade e quais os componentes elétricos equivalentes.

-Compreender as etapas de fabricação de dispositivos bioelétricos modernos

-Compreender a dinâmica de iões envolvida na sinalização celular.

-Pensar e avaliar de uma maneira crítica, soluções para tarefas complexas.

-Caracterizar a bioeletricidade em células - in-vitro

-Compreender as principais questões das interações célula-sensor e sinalização coordenada em populações celulares.

-Compreender níveis básicos de programação em Matlab.

-Desenvolver competências de análise crítica para trabalho de grupo e apresentações.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Bioeletricidade celular:

  a. Estrutura da membrana

    i. Bombas e canais

    ii. Propriedades elétricas de uma membrana celular

    iii. Transferência de carga em membranas celulares e eletrólitos, incluindo o potencial de ação do neurónio

  b. Potencial de repouso da membrana e transmissão intercelular

 

2. Dispositivos Bioelétricos:

  a. Biomateriais e biocompatibilidade

  b. Fundamentos de deteção e processamento de sinais biológicos, incluindo ferramentas de análise (MATLAB), impedância e linearidade

  c. Estímulo elétrico e função do elétrodo

  d. Sistemas de microeléctrodos para eletrofisiologia

 

3. Sistemas médicos Bioelétricos:

  a. O sistema nervoso humano e neuro-próteses clínicas

  b. Exemplos tecnológicos para suprimir convulsões

  c. Sistemas de entrega e teste de fármacos ou compostos químicos

 

4. Para além da Bioeletrónica convencional:

  a. Bioeletricidade em microrganismos e plantas

  b. Aplicações emergentes na sustentabilidade ambiental

Métodos de Avaliação

Avaliação
Avaliação contínua (ex. assiduidade, participação na aula) : 10.0%
Projecto: 40.0%
Exame: 50.0%

Bibliografia

Bibliografia e webgrafia aconselhada ao longo das aulas.

Outra bibliografia de apoio:

Integrative Action of the Autonomic Nervous System, Wilfrid Janig, ISBN # 9780511541667

Bioelectricity: A Quantitative Approach, Robert Plonsey and Roger C. Barr, ISBN # 978-0387488646

Bioelectromagnetism - Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields, Jaakko Malmivuo and Robert Plonsey, ISBN # 978-0195058239

MATLAB student edition, or access to a computer with MATLAB

Journal papers:

•Multi-electrode array technologies for neuroscience and cardiology

•https://www.nature.com/articles/nnano.2012.265.pdf

•Peripheral nerve bionic interface: a review of electrodes

•https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs41315-019-00086-3.pdf

Book section:

•Biomaterials Science, An Introduction to Materials in Medicine, 2013, Pages 981-996, Chapter II.5.12 - The Role of Biomaterials in Stimulating Bioelectrodes

•https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978008087780800084X