Inleiding Ziekenhuisinfecties
Door de docent ben je ingedeeld in een groep van drie. Vul op het werkblad de namen van jezelf en de groepsleden in.Kies een naam voor je groep.
Deze lessenserie gaat over infecties die in ziekenhuizen kunnen optreden. Jullie gaan in deze module na wat je daar eventueel tegen zou kunnen doen.
Lees eerst de informatie die het Jeroen Bosch ziekenhuis in Brabant heeft geschreven over ziekenhuisinfecties:
http://www.jeroenboschziekenhuis.nl/Publicaties/122799/Tien-veel-gestelde-vragen-over-ziekenhuisinfecties
Bekijk daarna het voorlichtingsfilmpje over de achtergrond van de MRSA bacterie
https://youtu.be/nyFZiixEafw
Beantwoord nu de vragen 1, 2 en 3 van werkblad 1
Er zijn enorm veel antibiotoca. Pobleem is dus dat bacteria daar resistent tegen kunnen worden.
Er zijn andere methoden om bacteriën te doden zoals sterilseren (verhitten boven 120 graden). Anderen maken gebruik van giftige stoffen, zoals alcohol. Een toepassing die al langer werd gebruikt maar weer populair begint te worden is het gebruik van nanozilver.
zie bijvoorbeeld: https://youtu.be/2-1gcpy5_9M
In de brochure, die als aanhangsel bij deze les zit wordt daar wat informatie over gegeven.
Bekijk de brochure en beantwoord de vraag 4 van werkblad 1.
Als het goed is kun je nu:
- de oorzaken van ziekenhuisinfecties te benoemen,
- mogelijkheden voor de preventie van ziekenhuisinfecties bespreken,
- uitleggen dat één mogelijke preventiestrategie bij ziekenhuisinfecties het gebruik van producten met zilveren nanodeeltjes is.
les 2 Grootte en Schaal
Je gaat in deze les iets meer leren over wat nanodeeltjes precies zijn.
Nanodeeltjes zijn deeltjes met een grootte van 10 nm tot 100 nm.
Doordat een nanaodeeltje veel groter is dan een molecuul heeft het heel andere eigenschappen dan een molecuul. Omdat het zoveel kleiner is dan een gewoon zichtbare stof (vanaf ongeveer 100 µm) heeft het ook weer heel andere eigenschappen dan een gewone stof. Nanozilver ziet er heel anders uit dan gewoon zilver.
In een aangehangen bestand vind je een aantal objecten. Zoek de grootte ervan op en rangschik ze naar grootte op je werkblad onder vraag 1.
De grootte van dingen is dus nogal van belang. Dat kun je ook zien op :
. Beantwoord nu vraag 2.1 van het werkblad.
Bekijk nu youtu.be/i8HtuF5kGUw . Beantwoord nu de vragen onder 2.2
Als je gaat reizen gebruik je tegenwoordiger vaak googlemaps. De studentenreis beschreven in het werkblad gaat om het bezichtigen van de lepelmaker diamant.
Deze diamant is te bezichtigen in het Topkapi paleis. Een model van diamant ken je nog wel uit de derde klas:
Je kan de screenshots van de kaarten ook in een word documentje laden en dat geheel delen met je docent/ watsapp.
Modellen zoals kaarten worden veel gebruikt om bepaalde situaties te verduidelijken.
In bijgaand filmpje zie je een beschrijving van zuurstof transport: https://youtu.be/WXOBJEXxNEo
Benatwoord vraag 4 van het werkblad.
Als het goed is kan je nu:
- differentiëren tussen de concepten grootte en schaal.
- schaaleffecten bespreken.
- het belang van grootte op nanoschaal duiden
les 3 oppervlakte volume verhoudingen
Vorige keer heb je iets geleerd over de grootte van deeltjes. een belangrijke eigenschap die een rol speelt bij het evrcshil in eigenschappen tussen nanodeeltjes en gewone deeltjes is de oppervlakte/ inhoudverhouding.
Kijk maar eens naar de bijgesloten animatie. We gaan daar een experiment mee uitvoeren.
Je begint met een blokje jello pudding van ongeveer 3cm bij 3 bij 3 cm. Wat is de inhoud van het blokje?
Wat is de oppervlakte van het blokje. hoe groot is de oppervlakte/ inhoud verhouding?
Snijdt een tweede blokje in vier gelijke delen. Is de inhoud nu veranderd? Hoe groot is de oppervlakte nu?
hoe groot is de oppervlakte/ inhoud verhouding?
Het derde blokje snij je eerst in vieren. daarna verdeel je elk blokje weer in vieren, zodat je in totaal 16 blokjes hebt.
Is de inhoud nu veranderd? Hoe groot is de oppervlakte nu?
hoe groot is de oppervlakte/ inhoud verhouding?
Lees de opzet van het experiment en voer dit experiment uit.
gebruik het werkblad voor de waarnemingen ne beantwoord de vragen op het werkblad.
normaal gesproken heb je al iets gehad over zuur/base reacties en weet je dat de reactie tussen zoutzuur en natronloog een neutralisatiereactie is. Door de reactie daalt de pH in het blokje onder de 10 en ontkleurd het fenolftaleine.
als het goed is kun je nu:
- inzien hoe de oppervlakte volumeverhouding samenhangt met evrdelingsgraad
- begrijpen dat dit invloed heeft op chemische processen als absorptie
- een zuur/base reactie toepassen in een experiment
les 4 De bacterie in beeld
Hoe kan je nu kleine deeltjes zichtbaar maken? Op een gegeven moment kun je een lope of een microscoop gebruiken.
Er zijn echter grenzen aan wat je zichtbaar kunt maken met een microscoop. een microscoop kan zonder al te veel problemen 400 x vergroten. Met olieimmersie is 1000x mogelijk, maar dan houdt het wel op.
In zijn algemeenheid geldt voor een microscoop, dat de resolutie afhankelijk is van de golflengte van het licht. Ernst Abbe leidde de volgende formule af: \(d={ \lambda\over 2NA}\), waarbij d de kleinste afstand is tussen twee punten, die nog zichtbaar wordt labda is de golflengte en NA=n•sin(θ).
Er zijn wel nog wat trucjes om meer zichtbaar te maken, zoals de fasecontrast microscoop, maar hier houdt het wel op.
Als je een hogere resolutie wilt bereiken moet je een (scanning) electron microscoop gebruiken. Scanning wil zeggen dat je niet één beeld maakt, maar dat je steeds een smal blokje bekijkt.
Kijk maar eens op http://www.vcbio.science.ru.nl/fesem/info/principe/ hoe een electronenmicroscoop werkt.
Andere opties zijn een Atomic Force Meter en Scanning Tunneling Microscopy, zie http://www.kennislink.nl/publicaties/de-rastertunnelmicroscoop
Om een beeld te krijgen hoe STM en AFM werken kun je zelf een eenvoudig model maken.zie bijvoorbeeld:http://robinhsieh.com/?p=406 voor een voorbeeld waarbij lego gebruikt wordt.
Voer nu de opdrachten van het werkblad voor les 4 uit, vul het werkblad in en lever het digitaal of als een hard copy in bij je docent.
Aan het eind van deze les kan je:
- De geschikte condities noemen waaronder je micro-organismen kunt laten groeien.
- De manier begrijpen waarop een beeld van iets gemaakt wordt door verschillende instrumenten als licht en Em enerzijds en AFM en STM anderzijds.
- Te identificeren welke soorten instrumenten gebruikt kunnen worden om hele kleine dingen in beeld te brengen.
- De kenmerken en beperkingen van verschillende beeldvormende technieken vergelijken en tegenover elkaar zetten (vergrootglas, licht microscoop, SEM, etc.).
les 5 De synthese en antibacteriële werking van AgNP
In deze les ga je een tweetal experimenten uitvoeren.
Je begint met experiment 1, de synthese van AgNP. Dit kan het beste in het scheikundepracticum lokaal.
De powerpoint geeft een toelichting op de synthese.
Dan bedenk je een experiment om de antibacteriele werking te controleren of je voert experiment 2 uit.
Vul het werkblad in en lever dat in bij de docent.
je kunt nu:
- een gecontroleerd experiment ontwerpen om te testen of zilveren nanodeeltjes (AgNP) effectief tegengaan dat bacteriën kunnen groeien
- de grootte van zilveren nanodeeltjes vergelijken met de grootte van atomen, ionen, en moleculen.
- Berekenen hoeveel zilveratomen er naar schatting in één zilveren nanodeeltje zitten.
- zilveren nanodeeltjes te synthetiseren door een gegeven procedure uit te voeren.
- De oxidatie – reductie reactie benoemen die de synthese van zilveren nanodeeltjes veroorzaakt.
les 6 Het antibacteriële effect van nanoproducten
Nanozilver heeft dus antibacteriele eigenschappen. dat is wel gebleken uit het experiment van de vorige keer.
In de powerpoint staan de resultaten nog een keer op een rijtje, samen met een aantal foto's van bacterien
Een vervolgvraag is natuurlijk of textiel het nanozilver makkelijk bindt. Dat is natuurlijk te onderzoeken, maar is op school wat ingewikkeld om te doen.
Eevntueel kan je experiment 1 uitvoeren om een beeld te krijgen van de manier waarop dit in zijn werk gaat. Voor kassa heeft het RIKILT een dergeljk onderzoek uitgevoerd. Lees het rapport van dit onderzoek, dat als bijlage is toegevoegd.
Een tabel met de resultaten hiervan staat ook in de powerpoint.
beantwoord nu de vragen in het werkblad van les 6 en lever het ingevulde werkbald in.
je kunt nu:
- Op basis van observaties het antibacteriële effect van AgNPs uitleggen.
- Het effect van AgNPs op bacteriën uitleggen.
- Voorspellen hoe de afbeeldingen zullen verschillen door het gebruik van verschillende instrumenten.
- Uitleggen hoe het gebruik van verschillende oplossings-verhoudingen bij de synthese van AgNP als resultaat heeft dat er verschillende hoeveelheden AgNP gevormd worden.
- Een experiment interpreteren om te onderzoeken of de hoeveelheid nanodeeltjes in alledaagse nanoproducten (sokken, handdoeken, servetten, lakens, spenen, etc.) verandert door ze te wassen.
- De resultaten bekijken en beoordelen van de experimentele analyse die uitgevoerd is om te testen of de hoeveelheid AgNP in nanoproducten verandert door ze te wassen en de potentiële effecten voor het milieu en de gezondheid van de mens te bespreken.
les 7 Andere nanodeeltjes
Er zijn enorm veel voorbeelden van het gebruik van nanotechnologie. In het aangehangen document een exemplaar van chemische feitelijkheden staan een aantal voorbeelden.
Het RIVM is de organisatie, die zorgt voor regelgeving op het gebied van nanotechnologie: http://www.rivm.nl/Onderwerpen/N/Nanotechnologie
Er zijn voorbeelden op het gebied van het gebruik van
- goud nanodeeltjes, AuNP
- verpakkingsmateriaal
- ijzeroxide
- zinkoxyde
- medicijnen
- katalyse
- textiel
- energie
spreek met de andere groepjes in jouw klas af welke toepassing jij verder gaat onderzoeken.
Bereid een powerpoint (maximaal 10 slides) voor, waarin je de rest van de klas iets vertelt over die toepassing.
lever zowel het werkblad als de powerpoint in bij je docent.
Aan het eind van deze les kan je:
- Toepassingsgebieden te benoemen van verschillende nanodeeltjes.
- Onderscheid te maken tussen de voordelen en de risico's van verschillende nanodeeltjes.
les 8 Maatschappelijk Verantwoord Onderzoek en Innovatie (RRI)
Helemaal aan het begin kwam de volgende vraag aan de orde:
- Een groep wetenschappers die onderzoek doet naar nanotechnologie heeft aan het ziekenhuismanagement een aantal voorstellen voorgelegd over het voorkomen van ziekenhuisinfecties. Deze voorstellen houden het gebruik in van nanotechnologie producten. Het ziekenhuismanagement bespreekt de voorstellen in de brochure. Er zijn twee groepen, ieder met verschillende ideeën.
- De groep die het ermee eens is
- De groep die het er niet mee eens is
- De hoofdarts besluit dat ieder besluit over het gebruik van nanoproducten zorgvuldig overwogen moet worden en dat een commissie samengesteld moet worden die de voordelen en risico's van de voorstellen moet be beoordelen.
Je weet inmiddels veel meer over nanodeeltjes en kan hier zolangzamehand een antwoord opgeven. In het ziekenhuis is ook een rapportje verschenen (zie aangehangen rapport).
Lees dit rapport.
bekijk het volgende filmpje :
Je kunt de video ook oproepen via onderstaande link:
https://www.youtube.com/watch?v=Yz6LuH-11II
Formuleer nu een antwoord op vraag 1 van het werkblad.
Beantwoord vervolgens de vragen onder 2.
Deze vragen passen bij ontwikkelingen die binnend e EU plaatsvinden:
Responsible Research and Innovation (RRI) is een benadering die het belang erkent van het vergroten van publiek bewustzijn over wetenschappelijk onderzoek en innovatie. Het kader van dit ‘Maatschappelijk Verantwoord Onderzoek en Innovatie’ bestaat uit zes sleutelaspecten. Dat zijn:
- Engagement: Dit impliceert gezamenlijke participatie van wetenschappers, industrie en het grote publiek in het besluitvormingsproces van onderzoek en innovatie.
- Gendergelijkheid: Dit benoemt de stelling dat mannen en vrouwen gelijkwaardige partners zouden moeten zijn op alle onderzoeksgebieden.
- Wetenschapseducatie: Dit aspect benadrukt dat wetenschappelijke 'geletterdheid' verspreid zou moeten worden via formele en informele educatie.
- Ethiek: Dit aspect vereist dat, in termen van ethische standaarden, maatschappelijke relevantie en aanvaardbaarheid meegewogen worden bij het beoordelen van de resultaten van onderzoek en innovatie.
- Open access: Dit gaat om vrije toegang tot onderzoeksresultaten via het Internet.
- Governance: Dit aspect doelt op de verantwoordelijkheid van overheden om modellen te ontwikkelen conform RRI.
Je bent nu in staat:
in staat:
- De aspecten van Maatschappelijk Verantwoord Onderzoek en Innovatie (RRI) te benoemen.
- De aspecten van Maatschappelijk Verantwoord Onderzoek en Innovatie in de context van nanowetenschappelijk onderzoek te benoemen.
- Het belang van Maatschappelijk Verantwoord Onderzoek en Innovatie in het kader van nanowetenschappelijk onderzoek te erkennen.
les 9 het maken van een tentoonstelling
Jullie krijgen als klas een Kallax kast van Ikea:
Overleg met de rest van de klas hoe je de verschillende vakken kunt vullen.
De bedoeling is dat je de conclsuies van les 8 duidelijk maakt met behulp van de kast. Het idee is dat anderen aan de hand van jullie tentoonstelling de vraag kunnen beantwoorden: Moeten we nanozilver in het ziekenhuis gaan gebruiken of niet?
De bedoeling is dat je zowel iets laat zien van de technologie als over de RRI-aspecten ervan.
Hieronder is nog een voorbeeld van een kast die door een andere klas is gemaakt over een ander onderwerp
In het werkblad krijg je wat extra hulp bij het opzetten van de tentoonstelling
Je bent nu in staat:
- De aspecten van Maatschappelijk Verantwoord Onderzoek en Innovatie (RRI) toe te passen op een nanotechnologisch product van hun keuze
- Een interactief tentoonstellingsproduct gericht op het door henzelf gekozen onderwerp te ontwerpen.
- Het door henzelf ontworpen interactieve tentoonstellingsproduct te maken.
werkblad les 1
