Métodos de Ensino
A UC adota uma abordagem integrativa entre exposição teórica, aplicação prática e participação ativa dos estudantes.
As aulas teóricas utilizam diapositivos e exemplos aplicados para introduzir e desenvolver conceitos fundamentais da ciência dos materiais e dos biomateriais. O modelo pedagógico privilegia a clareza conceptual e a contextualização em problemas reais da Bioengenharia, incentivando a compreensão crítica.
As aulas teórico-práticas focam-se na resolução de exercícios e problemas relacionados com propriedades mecânicas, comportamentos estruturais, fenómenos de difusão, degradação e adequação dos materiais a aplicações clínicas. Estas sessões fomentam o raciocínio analítico, a aplicação dos princípios teóricos e o desenvolvimento de competências de resolução de problemas.
A participação ativa dos estudantes é promovida através de discussão de casos práticos, questões colocadas pelo docente e análise colaborativa de resultados de problemas.
Os recursos pedagógicos, nomeadamente diapositivos e folhas de exercícios, são disponibilizados antecipadamente, permitindo uma preparação prévia e promovendo a aprendizagem autónoma.
Esta articulação assegura coerência com um modelo centrado no estudante, que combina transmissão estruturada de conhecimento com aprendizagem ativa e aplicada.
Resultados de Aprendizagem
A unidade curricular visa dotar os estudantes de conhecimentos fundamentais sobre a estrutura, propriedades e aplicações dos principais tipos de materiais utilizados em Bioengenharia. Pretende-se que os alunos: (i) compreendam os princípios básicos da ciência dos materiais, incluindo ligação atómica, estrutura cristalina e constituição fásica; (ii) sejam capazes de classificar materiais nas classes metálica, polimérica, cerâmica e compósita; (iii) relacionem propriedades físico-químicas e mecânicas com a natureza dos materiais e com aplicações biomédicas; (iv) compreendam as principais interações tecido-biomaterial.
O método de ensino, baseado em aulas teóricas e teórico-práticas interativas, suporta a aquisição progressiva destes conhecimentos e competências.
Programa
Introdução à Ciência e Engenharia dos Materiais.
Estrutura dos sólidos: estrutura eletrónica, ligações atómicas e moleculares, estruturas cristalinas, polimorfismo, defeitos e difusão.
Materiais metálicos: propriedades mecânicas, tensão-deformação, ensaio de tração, deformação elástica e plástica, ligas, fratura, desgaste e corrosão.
Materiais poliméricos: polímeros naturais, sintéticos e semissintéticos, polimerização, cristalinidade, termoplásticos, termoendurecíveis e elastómeros.
Materiais cerâmicos: estruturas cristalinas simples, comportamento mecânico, biocerâmicos.
Materiais compósitos: reforços particulados e fibrosos, modelos de Voigt e Reuss. Biomateriais: biocompatibilidade, biodegradabilidade, bioatividade, hidrogéis e sistemas de libertação controlada, aplicações médicas.
Estágio(s)
NAO
Bibliografia
1. Smith, W. (1998). Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais (3ª edição). Lisboa: Mc Graw-Hill.
2. Callister, W. (2003). Materials science and engineering: an introduction (6ª edição). NY: John Wiley & Sons.
3. Park, J. & Lakes, R. (2007). Biomaterials – An Introduction (3ª edição). NY: Springer Science.
4. Ratner, B.; Hoffmann, A.; Schoen, F. & Lemons, J. (2012). Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine (3ª edição). Oxford: Academic Press.
5. Wagner, W.R. (2020). Biomaterials Science – An Introduction to Materials in Medicine (4th ed.). London: Academic Press.
6. Lanza, R., Langer, R., Vacanti, J. P. & Atala, A. (2020). Principles of Tissue Engineering (5th ed.). London: Academic Press.