Kurset giver en indføring i mulighederne for at anvende mikro- og nanoteknologi inden for diagnostik og lægemiddelsudvikling. Udgangspunktet vil være en gennemgang af eksempler på brug af teknologien i konkrete anvendelsessituationer, f.eks. til ”point of care” (POC) diagnostik, "high throughput screening", avancerede in vitro cellekultur modeller for at teste lægemidler og nye måder at administrere lægemidler på (nano partikler vil ikke blive behandlet).

I løbet af kurset vil vi gennemgå samspillet mellem biologiske komponenter og mikro- og nanoskalakomponenter i disse systemer. Derudover vil vi lære om fabrikationsteknologier, detektionsprincipper og mulighederne for at bruge mikro- og nanoteknologi i disse systemer. Kurset vil også gøre det muligt at forstå, hvordan mikro- og nanoteknologi kan løse flaskehalsproblemer i f.eks. "high throughput screening", cellekulturer og diagnostik. Desuden vil vi diskutere Indflydelsen af mikro- og nanoteknologi på medicinalindustrien.

Kursets ambition er at give studenterne værktøjer til at præsentere tværfagligt videnskabeligt indhold mundtligt og via plakater og rapporter. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Beskrive de væsentligste egenskaber og principper i ”point of care devices” såsom mikrofluidik og målemetoder (optiske, elektrokemiske og mekaniske)
• Forklare hvordan mikro- og nanoteknologisk baserede metoder bruges i ”drug screening, testing and delivery”
• Analysere fordele og ulemper med nuværende praksis i diagnostik og medicin
• Analysere principperne og implementeringen af mikro- og nanoteknologiske løsninger i diagnostik, højpræsterende analysemetoder inklusive "drug screening" og medicin
• Sammenligne mikro- og nanoteknologiske løsninger med de traditionelle der bruges i den farmaceutiske industri og bedømme potentialet for at forbedre nuværende metoder
• Producere og præsentere en poster af en kvalitet som svarer til den man finder på en professionel videnskabelig konference
• Kombinere og bruge tværfagligt information til at løse et komplekst biomedicinsk problem.
• Finde og evaluere videnskabeligt materiale, der er relevant for en problemstilling
• Præsentere videnskabligt materiale i en videnskablig rapport på høj niveau

Eksisterende 'point of care' (POC) systemer vil blive brugt som eksempler i kurset. Vi vil for eksempel undersøge, hvordan glukose niveauer, vira- og blodtælling udføres i POC-enheder. Med disse enheder som udgangspunkt, vil vi forklare principperne for mikro- og nanoteknologi i de forskellige eksempler. Dette omfatter grundlæggende mikrovæske (microfluidic) håndteringspricipper, sensorfunktioner og fabrikationsmetoder. De eksempler, der bruges, vil give et indblik i POC-enheder og integration af microfluidic, enzymatiske og kemiske reporter systemer, sensorer og datahåndteringssystemer.

Det næste emneområde, der gennemgås i kurset, er hvordan mikro- eller nanosystemer bruges til "High Throughput Screening" af nye lægemidler. Disse ultra HTS-metoder er afhængige af mikro- og nanoskala komponenter, biokemiske komponenter, og andre nanoteknologiske redskaber, for eksempel til detektion. Det er især vigtigt at forstå hvordan disse komponenter spiller sammen i de nye typer af ultra HTS. Strategier for at søge i biblioteker af store biologiske og små molekyler vil også blive diskuteret.

Yderligere vil vi drøfte mere avanceret cellekultur- og celleanalyseteknologi, der for eksempel kan erstatte dyreforsøg i toksikologitest. Dette omfatter indførelse og drift af cellekulturchips, analysesystemer såsom fluorescens (FRET, TIRF, TRF og andre), samt elektrokemisk detektion. Til sidst diskuterer vi forskellige metoder for at frigive stoffer lokalt og på specifikke tidspunkter.

Kurset giver vejledning om god praksis til rapportering af videnskabeligt indhold i posters, mundtlige præsentationer og i rapporter. Derudover vil vi kigge på de respektive præsentationsformers design, indhold og struktur. Forelæsningsnoter, videnskabelige artikler og bogkapitler 15. april, 2020