«Утверждаю»
Проректор по УР СГТУ имени Гагарина Ю.А.
д.и.н., профессор Лобачева Г.В.
«___» ______________ 2013 г.
Программа
междисциплинарного экзамена для поступления
в магистратуру по направлению
201000.68 «Биотехнические системы и технологии»
по кафедре «Биотехнические и медицинские аппараты и системы»
машиностроительного факультета
ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет
имени Гагарина Ю.А.»
Саратов 2013
ВОПРОСЫ
^
В МАГИСТРАТУРУ ПО НАПРАВЛЕНИЮ
201000.68 «Биотехнические системы и технологии»
по кафедре «Биотехнические и медицинские аппараты и системы»
«Биофизика»
Биофизика как квинтэссенция естественных наук: физики, химии, биологии, математики. Структура биофизики.
Генерация и распространение нервных импульсов.
Слуховая рецепция. Устройство органа слуха. Коэффициент резонансного усиления звука и его частотная характеристика. Слышимый диапазон звука. Вестибулярный аппарат.
Обонятельная и вкусовая рецепция. Молекулярный механизм запаха.
Зрительная рецепция. Устройство глаза. Фоточувствительные элементы – палочки и колбочки. Спектральные характеристики колбочек.
Биофизика мышечного сокращения. Термодинамика механохимических процессов (химический и механический циклы).
Биофизика сердца. Строение сердца и его производительность. Систолически-диастолический цикл работы сердца. ЭКГ.
Биофизика легких. Строение и кровоснабжение легких.
«Биохимия»
Предмет и структура биохимии. История биохимических знаний.
Механизм синтеза полипептидов на рибосомах.
Основные природные моно-, олиго- и полисахариды. Метаболизм углеводов в организме.
Классификация липидов и их основные свойства. Метаболизм жиров в организме.
Ферменты: классификация, роль в организме. Механизм действия ферментов на биохимические реакции. Коферменты и аллостерические ферменты.
Витамины: классификация, роль в организме.
Общая схема обмена веществ в организме. Гомеостаз и гомеорез.
Биохимия крови.
Канонические аминокислоты, полипептиды, белки. Первичная, вторичная и третичная структура белков. Канонические нуклеотиды. ДНК и РНК.
Гормоны. Схема управления гормональной секрецией. Обратная управляющая связь. Роль минеральных веществ.
Биохимия костной ткани.
«Материаловедение, технология конструкционных материалов»
Атомно-кристаллическое строение металлов.
Плавление и кристаллизация металлов. Строение кристаллического слитка.
Дефекты кристаллического строения
Полиморфизм металлов.
Диаграмма состояния сплавов железо-цементит.
Углеродистые и легированные стали. Классификация и маркировка легированных сталей.
Понятие о термической и химико-термической обработке сплавов. Мартенситное превращение.
Методы изучения структуры металлов.
Состав и классификация пластмасс.
Тугоплавкие металлы и сплавы.
Сравнительная характеристика металлов и неметаллов.
Основные физико-химические процессы получения чугуна.
Классификация способов литья.
Общая характеристика обработки металлов давлением.
Физико-механические основы свариваемости металлов.
Обработка поверхностей лезвийным и абразивным инструментом.
Резины и их применение.
«Моделирование биологических процессов и систем»
Применение фракталов в моделировании биологических процессов. Естественные и искусственные фрактальные структуры биологического объекта.
Дивергенция и ротор в векторном поле биологической среды.
Моделирование процесса морфогенеза, нервной системы, работы сердца, пульсовой волны в артерии человека и роста костной ткани.
Термодинамика биологических процессов.
Методы планирования и математического анализа биологических экспериментов.
«Технические методы диагностических исследований и лечебных
воздействий»
Виды измерительных сигналов. Основные формы измерительных сигналов и их математические модели.
Понятие модуляции измерительного сигнала. Виды модуляции.
Понятие фильтрации сигнала. Задачи фильтрации в медико-биологических исследованиях.
Принцип действия фотоэлектрических преобразователей. Виды диагностики с применением этих преобразователей.
Схема рентгеновской трубки. Принцип действия и ее применение в медицинской диагностике.
Методы преобразования цифровых сигналов в аналоговые и аналоговых в цифровые.
Структурная схема микропроцессорной системы. Технические средства, необходимые для создания информационно-вычислительных комплексов на базе микропроцессорной техники.
Схема электронного микроскопа. Области применения оптической и электронной микроскопии.
«Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы»
Функциональная схема электрокардиографа. Назначение электродов и электронных усилителей в приборе.
Принцип действия кардиостимулятора. Типы кардиостимуляторов, их медицинские особенности.
Принцип действия магнетрона. Примеры применения СВЧ излучения для медицинских целей.
Принцип действия тепловизионной системы. Примеры применения телевидения в медицине.
Понятие манипулятора, робота. Примеры применения манипуляторов в медицинской аппаратуре.
Функциональная схема ультразвуковой аппаратуры.
Схема и принцип действия стабилизированного выпрямителя. Типы источников питания, применяемых в медицинской аппаратуре. Схема управляемого выпрямителя на тиристорах.
Принцип действия медицинского аппарата «искусственная почка».
Основные технические элементы вакуумной техники. Использование вакуумной техники в медицинской практике.
«Организация научных исследований»
Одно и многопроцессорные компьютеры. Структура современного компьютера для обработки научных результатов.
Искусственные нейронные сети, применяемые для интеллектуализации компьютеров в научных исследованиях.
Оперативная память для хранения научных результатов.
Методы компьютерной обработки результатов научного эксперимента на основе математической статистики.
«Физико-химические и медико-биологические свойства биоактивных материалов»
Остеопластические материалы биологического происхождения: Аутогенная (аутологичная) костная ткань. Аллогенные трансплантаты.
Материалы небиологического происхождения: полимеры: органические полимеры, неорганические полимеры; металлы: титан и его сплавы, цирконий, тантал, кобальтохромовые сплавы, стали; композиционные материалы.
Биосовместимые покрытия имплантатов. Способы нанесения пористых покрытий на имплантаты.
Электроплазменное напыление биокомпозиционных покрытий. Схема плазменного напыления. Зависимость основных характеристик покрытий от режимов процесса напыления и предварительной подготовки поверхности.
Биоактивные кальций-фосфатные материалы в качестве компонентов покрытий дентальных имплантатов.
Контроль качества плазмонапыленных биокомпозиционных покрытий имплантатов.
Ультразвуковое обезжиривание и очистка титановых основ дентальных имплантатов.
Кинетика воздушно-абразивной обработки титана.
Методика синтеза гидроксиапатита. Рентгеновский фазовый анализ порошковых биоактивных материалов.
«Новые технологии в обработке материалов»
Основные понятия о новых методах и технологиях обработки. Классификация технологий.
Основы теории лазерной, плазменной, ионно- и электроннолучевой обработки. Понятие концентрированных потоков энергии.
Кристаллические и аморфные структуры материалов. Аморфизация и наноструктурирование. Движение ионов и электронов в аморфном и кристаллическом теле.
Виды энергетического воздействия при обработке. Тепловая и механическая энергии, как основной вид энергии в контактной зоне. Закономерности развития упруго-пластических деформаций и напряжений при обработке.
Фазовые переходы и объемные фазово-структурные превращения. Поверхностная закалка и скин-эффект.
Методы и технические средства изучения и контроля материалов, подвергнутых лучевой, плазменной и физико-химической обработке.
Профилометрия и исследование морфологии поверхности материалов.
Масс-спектрометрия вторичных ионов.
Особенности взаимодействия потоков энергии с материалом при формообразовании с увеличением массы изделия (нанесение покрытий).
Лазерная металлизация. Электрофорез. Электроискровое легирование. Ультразвуковая металлизация. Плазменная и электродуговая металлизация. Ионно-лучевая имплантация. Плазменное и детонационное напыление.
Устройства формирования и ускорения пучка. Основные понятия ионной и электронной оптики. Общие свойства ионно-оптических элементов. Масс-сепаратор.
Системы сканирования ионного и электронного луча. Приемные фотоэлектронные и полупроводниковые устройства. Системы измерения тока и дозы имплантации.
Лазерная обработка и электронно-лучевая обработка.
Плазменная резка и электроэрозионная обработка.
Ультразвуковая обработка.
«Конструирование и технология производства приборов и аппаратов»
Содержание процесса конструирования. Основные работы, выполняемые при разработке медицинской техники.
Технические требования (заявка на разработку).
Функциональный анализ. Функциональная схема и ее назначение.
Порядок и этапы разработки конструкторской документации. Технические предложения. Эскизно-технический проект. Рабочий проект.
Понятие о базировании и классификация баз. Выбор баз. Технологические базы.
Метод проб и ошибок. Метод мозгового штурма.
Морфологический и системный анализ. Направленный поиск решения.
Точность формы и ее обозначения. Точность взаимного расположения поверхностей. Шероховатость поверхности детали.
«Материалы и технологии формирования покрытий
для биомедицинской техники»
Виды композиционных материалов. Волокнистые композиционные материалы.
Состав и классификация полимерных материалов. Термопластичные и термореактивные полимерные материалы. Их применение в медицине.
Основные характеристики пленочных материалов и методы их оценки. Придание пленочным материалам бактериостатических свойств.
Технологическое оборудование, используемое при нанесении порошковых покрытий в производстве имплантатов.
Титан и его сплавы. Свойства, фазовые превращения. Промышленная обработка, коррозионная стойкость.
Методы исследования пленочных и объемных материалов: сходства и отличия.
Литература
Основная литература
Протасова Н.В. Технологическое обеспечение качества плазменныхпокрытий на основе применения комбинированных физико-технических методов активации поверхности / Н.В. Протасова, В.М. Таран, А.В. Лясникова, О.А. Дударева, И.П. Гришина. - М.: Спецкнига, 2012. - 350 с.
Лясникова А.В., Дударева О.А. Технология создания
многофункциональных композиционных покрытий / А.В. Лясникова, О.А. Дударева. - М.: Спецкнига, 2012. - 301 с.
Перинская И.В., Перинский В.В., Лясников В.Н. Ионно-лучевая нанотехнология и компоненты СВЧ устройств / И.В. Перинская, В.В. Перинский, В.Н. Лясников. - Саратов: ИЦ «Наука», 2012. - 142 с.
Лясникова А.В. Материалы и покрытия в медицинской практике / В.Н. Лясников, А.В. Лясникова, Т.Г. Дмитриенко. - Саратов: Научная книга, 2011. - 300 с.
Лясникова А.В. Биосовместимые материалы и покрытия нового поколения: особенности получения, наноструктурирование, исследование свойств, перспективы клинического применения / А.В. Лясникова, Т.Г. Дмитриенко. - Саратов: Научная книга, 2011. - 220 с.
Ершов Ю.А, Щукин С.И. Основы анализа биотехнических систем: учеб. пособие / Ю.А. Ершов, С.И. Щукин.- Москва: Изд-во. МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2011. с.-536.
Пахарьков Г.Н. Биомедицинская инженерия: проблемы и перспективы / Г.Н. Пахарьков: Учеб.пособие. – СПб.: Политехника, 2011. – 232с.: ил.
Лясникова А.В. Применение специальных покрытий в изделиях медицинского назначения / А.В. Лясникова, Н.В. Протасова, В.Н. Лясников, Н.В. Бекренев. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. - 272 с.
Мельникова, И. П. Нанообъекты. Свойства и применение, методы изготовления и анализа наноструктур: учеб. пособие / И. П. Мельникова, Б. А. Маренко, В. Н. Лясников. - Саратов: Саратовский гос. техн. ун-т., 2010. - 121 с.
Лясникова А.В. Применение электронной техники в медицине / В.М. Таран, А.В. Лясникова. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. - 160с.
Санников Р. Х. Теория подобия и моделирования. Планирование инженерного эксперимента. Учебное пособие - Уфа: УГНТУ, 2010. – 214 с.
Попечителев Е.П. Системный анализ медико-биологических исследований; Саратов: Научная книга, 2009 – 368с.
Лясникова А.В. Измерение и визуализация сигналов в медицине / А.В. Лясникова, В.М. Таран. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009. - 231с.
Таран В.М., Лясникова А.В. Технические устройства и системы медицинской аппаратуры: учебн. пособие. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2008. – 615с.
Немирко А. П. Биотехнические системы: теория и проектирование Учебное пособие. Немирко А. П., Першин Н. Н., Пожаров А. В., Попечителев Е. П., Романов С. В. ГОУ ОГУ. – 2008. – 204с.
Лясникова А.В. Электроплазменное напыление в производстве внутрикостных имплантатов / К.Г. Бутовский, А.В. Лясникова, А.В. Лепилин, Р.В. Пенкин, В.Н. Лясников. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2006. - 200с.
Лясникова А.В. Стоматологические имплантаты. Исследование, разработка, производство, клиническое применение / А.В. Лясникова, А.В. Лепилин, Н.В. Бекренев, Д.С. Дмитриенко. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2006. - 254с.
Таран В.М. Автоматизированное оборудование электроплазменного напыления порошковых покрытий / В.М. Таран, А.В. Лясникова. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2007. - 232с.
Серянов Ю.В. и др. Биофизика: уч. пособие / Ю.В. Серянов и др. Саратов: изд-во СГТУ, 2007.- 186с.
Лясникова А.В. Биосовместимые материалы в дентальной имплантологии / А.В. Лясникова, Г.А. Воложин. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2006. - 124с.
Перинский В.В., Шухостанов В.К., Лясников В.Н., Глухов А.В. Основы техносферного материаловедения: учеб. пособие / В.В. Перинский, В.К. Шухостанов, В.Н. Лясников, А.В. Глухов. - Саратов: Саратовский гос. техн. ун-т., 2009 г.- 214с.
Дворецкий С.И. Моделирование систем: учебник / С.И. Дворецкий.- Саратов: Саратовский гос. техн. ун-т, 2009.-320с.
Барац Я.И. Математические модели технологических процессов: учеб.пособие / Я.И. Барац - Саратов: Саратовский гос. техн. ун-т, 2009. -119с.
Электротехнические и конструкционные материалы : учеб. пособие / В. Н. Бородулин. - 4-е изд., испр. - М.: ИЦ "Академия", 2008. - 28 с.
Материаловедение и технология конструкционных материалов: учеб. пособие / Н. В. Акулич. - Минск: Новое знание, 2008. - 272 с.: ил.
Попечителев Е.П. Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы Ч.З и 4 / Е.П. Попечителев, Н.А. Кореневский. Курск: Курский Гос. техн. ун-т., 2006.- 233с.
Л.Хенч, Д.Джоунс. Биоматериалы, искусственные органы и инженеринг тканей. М.: Техносфера, 2006. – 304 с.
Схиртладзе А.Г. Проектирование нестандартного оборудования: учебник/ А.Г. Схиртладзе, С.Г. Ярушин.- М.: Новое знание, 2006.- 424 с.- ISBN 5-94735-097-1
Дополнительная литература
Колесов С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник для вузов / С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2007. - 535 с.
Бржозовский Б.М. Физические основы, технологические процессы и оборудование ультразвуковой обработки материалов / Бржозовский Б.М., Бекренев Н.В., Захаров О.В., Трофимов Д.В. : учеб. пособие - допущено УМО АМ для студентов вузов. Саратов: СГТУ, 2006. – 208 с.
Каримов Р.Н. Обработка экспериментальной информации. Ч.1-4: учеб. пособие. / Р.Н. Каримов. Саратов: СГТУ, 2004.- 128 с.
Куприй В.Т. Моделирование в биологии и медицине: учебник для ВУЗов. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2001.- 298 с.
Ильясов Л.В. Биомедицинская измерительная техника / Ильясов Л.В.//- М: Высшая школа, 2007. – 301 с.
Сазыкин Ю. О. Биотехнология: учеб. пособие / Ю. О. Сазыкин, С. Н. Орехов, И. И. Чакалева ; под ред. А. В. Катлинского. - 2-е изд., стер. - М. : ИЦ "Академия", 2007. - 256 с. ;
Биология : науч.-попул. энц. / ред. А. П. Горкин. - М. : РОСМЭН, 2006. - 560 с.
Лясникова А.В. Стоматологические имплантаты. Исследование, разработка, производство, клиническое применение / А.В. Лясникова, А.В. Лепилин, Н.В. Бекренев, Д.С. Дмитриенко. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2006. - 254 с.
Биоактивные материалы и покрытия в дентальной имплантологии: учеб. пособие. / А.В. Лясникова, К.Г. Бутовский, А.В. Лепилин, В.Н. Лясников. – Саратов: Сарат.гос.техн.ун-т, 2004. – 94с.
Ремезов А.Н. Медицинская и биологическая физика: учеб. для вузов / А.Н. Ремезов, А.Г. Максина, А.Я. Потапенко. М.: Дрофа, 2003.- 560 с.
Рубин А.Б. Биофизика в 2-х томах, Т. 2. Биофизика клеточных процессов: учебник для вузов. М.: Книжный дом «Университет», 2000.- 2-е изд-е .- 468 с.
Попечителев Е.П., Короневский Н.А. Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника: учеб. пособие / Е.П. Попечителев, Н.А. Короневский. М.: Высшая школа, 2002 – 470 с.
Неверов А. С. Коррозия и защита материалов : учеб. пособие / А. С. Неверов, Д. А. Родченко, М. И. Цырлин. - Минск : Вышэйшая школа,2007.-222 с.
Электротехнические и конструкционные материалы : учеб. пособие / В. Н. Бородулин. - М.: ИЦ "Академия", 2008. - 4-е изд., испр. - 280 с.
Бекренев Н. В. Высокоэффективные процессы обработки материалов и нанесения покрытий концентрированными потоками энергии (теоретические основы): учеб. пособие под ред. проф. В. Н. Лясникова Ч. 2. / Н. В. Бекренев, А. В. Лясникова, Д. В. Трофимов. Саратов: СГТУ, 2004. -117 с.
Моряков О. С. Материаловедение: учебник. / О. С. Моряков. - М.: ИЦ "Академия", 2008. - 240с.
Бакалов В.П. Основы биотелеметрии / В.П. Бакалов. М.: Радио и связь, 2001.-352с.
Кулаичев А.П. Компьютерная электрофизиология / А.П. Кулаичев. М.: изд.-во МГУ, 2002.-379с.
Бекренев Н.В, Протасова Н.В., Родионов И.В., Лясникова А.В. Конструирование производство и применение внутрикостных стоматологических имплантатов: учеб. пособие / Н.В. Бекренев, Н.В. Протасова, И.В. Родионов, А.В. Лясникова. - Саратов: СГТУ.- 2003.
Неверов А. С. Коррозия и защита материалов : учеб. пособие / А. С. Неверов, Д. А. Родченко, М. И. Цырлин. - Минск: Вышэйшая школа, 2007.-222 с.
Колесов С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник для вузов / С. Н. Колесов, И. С. Колесов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2007. - 535 с.
Материаловедение и технология конструкционных материалов: учеб. / В. Б. Арзамасов [и др.]; под ред. В. Б. Арзамасова, А. А. Черепахина. - М.: ИЦ "Академия", 2007. - 448с.
Лясников В.Н. и др. Материалы приборостроения: учеб. пособие / В.Н. Лясников и др. - Саратов: СГТУ, 2005. – 236 с.
Вихров С.П. Биомедицинское материаловедение: учеб.пособие. – Ч.1. Общие свойства и совместимость материалов с биологическими средами / С.П. Вихров, Т.А. Холомина, П.И. Бегун и др.- Вологда: ВоГТУ, 2003. – 138с.
Горбунов Д.Н. Триботехника: конструирование и эксплуатация машин: учебник. – М.: МСХА, 2002. – 632 с.
Евсиков В.В., Оськин В.А. Материаловедение. Технология конструкционных материалов. Книга 1.- М.: Изд-во «Колос», 2007.- 201 с.
Чередниченко В.С. Материаловедение. Технология конструкционных материалов. 2-е изд., перераб./ В.С. Чередниченко. М.: изд-во «Омега-Л», 2006.- 244 с.
Райгородский Ю.М.и др. Форетические свойства физических полей и приборы для оптимальной физиотерапии в урологии стоматологии и офтальмологии: уч. пособие. - Саратов: СГТУ, 2000.- 208 с.
Божокин С.В. Фракталы и мультифракталы: уч. пособие. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001.- 128 с.
Научное издание «Технология Интернет - на службу обществу». -Сб.статей по материалам Всероссийской научно-практической конференции.- 2005.-274с.
Справочник по физиотерапии / Под ред. В.И. Шумякова. - М.: Медицина, 2003. – 260 с.
Введение в компьютерные технологии. Пер.с англ.-М.: Издательский дом «Вильямс», 2001.-688 с. ил.
Иванов С.Ю. Стоматологическая имплантология / С.Ю. Иванов, А.Ф. Бизяев, М.В. Ломакин и др. – М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2000. – 96 с.: ил.
Галимов Э.Р. Полимерные материалы в биомедицинской технике / Э.Р. Галимов, В.М. Солдаткин, А.Г. Исмаилова и др. – Учеб.пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2003. - 242 с.
Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Компьютерная поддержка изобретательства (методы, системы, примеры применения).- М.: Машиностроение, 2002.- 476 с.
Волова Т.Г. Полиоксиалканоаты (ПОА) – биоразрушаемые полимеры для медицины / Т.Г. Волова, В.И. Севастьянов, Е.И. Шишацкая – Новосибирск: Издательство СО РАН, 2003. – 330с.
Казаков Ю.Н. Концентрированные потоки энергии для технологических целей.- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2001. – 224 с.
Внутрикостные стоматологические имплантаты. Конструкция, технологии, производство и применение в клинической практике /Лясников В.П., Лепилин А.В. Протасова Н.В. и др.: Под ред. проф. Лясникова В.Н., проф. Лепилина А.В. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т. - 2002 . - 100 с.
Электроплазменное напыление в производстве внутрикостных имплантатов / Лясников В.Н., Лепилин А.В., Бутовский К.Г., Пенкин Р.В., Лясникова А.В. – Саратов: изд-во СГТУ, 2006.- 200 с.
Рыкалин Н.Н., Зуев И.В., Углов А.А. Основы электронно-лучевой обработки материалов. – М.: Машиностроение, 2002. – 239 с.
Нанотехнология, наноструктурные материалы (обзор) Раков Э.Г. (РХТУ им Д.И.Менделеева) // Все материалы: Энциклопедический справочник. - №1. 2008. –С.40-47.
Суздалев И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М.: КомКнига. 2006.- 256 с.
Обсуждено на заседании кафедры БМА
Протокол № 10 от «16» января 2013 г.
Утверждено на заседании УМКС/Н
Протокол № 7 от «17» января 2013г.
Заведующий кафедрой БМА
д.т.н., профессор Лясникова А.В.
|
