Физика живых систем: программа магистратуры

В фокусе программы — изучение физических и механических принципов, лежащих в основе работы органов и тканей, а также создание передовых медицинских технологий. Это включает в себя разработку и испытания медицинских изделий, создание искусственных органов и органозамещающих систем, а также применение методов клеточной и тканевой инженерии для восстановления утраченных функций организма.

Особое внимание уделяется изучению мембранных процессов, транспорта веществ и биоэнергетики на клеточном уровне, что является фундаментом для понимания жизнедеятельности любой биологической системы. Кроме того, программа охватывает современные методы медицинской визуализации и биоинформатики, позволяющие исследовать и моделировать процессы в организме.

Обучение построено на сочетании фундаментальной теоретической подготовки и практической исследовательской работы. Студенты имеют уникальную возможность проводить эксперименты в ведущих научных и клинических центрах, участвуя в решении актуальных задач современной биомедицины и биотехнологии.

Основные дисциплины:

• Принципы работы естественных органов человек
• Изучение возможностей воспроизведения функции жизненно важных органов техническими устройствами
• Клиническое применение искусственных органов, заменяющих утраченную функцию сердца, почек, легких, печени, поджелудочной железы, рук и ног
• Теория биотехнических информационно-измерительных систем (БТС)
• Искусственное кровообращение
• Вспомогательное кровообращение
• Биофизика мембранных процессов
• Электростатика липидных бислоев
• Разные типы мембранных потенциалов
• Мембранный транспорт, включая подвижные переносчики и каналы
• Электровозбудимые среды
• Механизм возникновения нервного импульса; скорость его распространения
• Элементы мембранной биоэнергетики
• Активный транспорт и различные моторы
• Трансплантационный иммунитет и клеточные технологии
• Принципы функционирования иммунной системы человека
• Возможности клинической трансплантации жизненно важных органов человека и тканей человека
• Современные достижения клеточных биотехнологий
• Биоматериалы в медицине
• Полимерные импланты. Функционирование в системах организма
• Биологическая активность и формы лекарственных веществ
• Полимеры с собственной биологической активностью
• Направления использования полимерных биоматериалов
• Физические процессы в органах и тканях
• Законы механики сплошных сред, гидромеханики и теории упругости, их проявления в органах и тканях
• Механика мягких и твердых биологических тканей
• Механика кровообращения и дыхания
• Навыки практического использования законов механики при построении моделей процессов и систем, методы численной оценки параметров моделей, качественной и количественной оценки их адекватности
• Физика визуализации изображений в медицине
• Рентгеновский компьютерный реконструктивный томограф (КТ)
• Математические основы процессов формирования и обработки изображений
• Устройства радиоизотопной визуализации
• Физические основы получения изображений с помощью изотопов
• Принципы получения изображений с помощью ЯМР
• Методы магнитно-резонансной томографии
• Основы функциональной нейровизуализации.