22284 Levende modeller af kropsbarrierer og organer

2024/2025

Kursusinformation
Living models of body barriers and organs
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (MSc), Biomaterial Engineering for Medicine
Retningsspecifikt kursus (MSc), Biomedical Engineering
Retningsspecifikt kursus (MSc), Pharmaceutical Design and Engineering
Teknologisk specialisering (MSc), Biomaterial Engineering for Medicine
Teknologisk specialisering (MSc), Biomedical Engineering
Teknologisk specialisering (MSc), Pharmaceutical Design and Engineering
F4A (tirs 13-17)
Campus Lyngby
4 timer om ugen. Problembaserede aktiviteter, forelæsning, klassediskussioner, opgaveregning.
13-uger
F4A
Mundtlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Karakteren gives ved en helhedsbedømmelse med følgende vægtning: rapporter (40%) og mundtlig eksamen (60%). Alle rapporter skal være afleveret for at kunne deltage i den mundtlige eksamen. Det er et separat krav at bestå den mundtlige eksamen.
Ingen hjælpemidler
7-trins skala , intern bedømmelse
Grundlæggende cellebiologi (f.eks. KU011 el. 27002)
Niels Bent Larsen , Lyngby Campus, Bygning 423, Tlf. (+45) 4525 8161 , nibl@dtu.dk
Johan Ulrik Lind , joli@dtu.dk
Alireza Dolatshahi-Pirouz , Lyngby Campus, Bygning 423, Tlf. (+45) 4525 8138 , aldo@dtu.dk
22 Institut for Sundhedsteknologi
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
Høj-kvalitets levende modeller af menneskekroppens organer og vævsbarrierer er stadig mere efterspurgte inden for medicin, for eksempel til hurtigere medicinudvikling og mere præcis personlig medicin. Vigtige eksempler er hjerte, lever, nyre, og knogle, og biologiske barrierer i tarmen og hjernen. Dette kursus vil give dig en introduktion til biologiske og funktionelle krav til barriere- og organmodeller, med fællesbetegnelsen vævsmodeller, og vil udstyre dig med de ingeniørmæssige principper og værktøjer til at designe, fremstille, karakterisere og anvende avancerede laboratoriemodeller (in vitro modeller). Hovedfokus vil være på udvikling og fremstilling af avancerede 3D vævsmodeller. 3D print af bløde materialer har udviklet sig til at være en vigtigt teknologiplatform for at opnå den krævede kompleksitet til at genskabe essentielle aspekter af de biologiske funktioner, og vi vil arbejde grundigt med denne platform.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • beskrive fælles biologiske egenskaber som skal efterlignes i en vævsmodel.
  • beskrive udvalgte state-of-the-art teknologier til at udarbejde og karakterisere vævsmodeller.
  • beskrive principperne for state-of-the-art metoder til 3D printning af bløde materialer.
  • diskutere fordele og begrænsninger of vævsmodeller i forhold til mere enkle cellekulturer og mere komplekse dyremodeller.
  • vurdere potentialet for at forbedre vævsmodeller ved brug af 3D printning.
  • analysere de fysiske, (bio-)kemiske og mekaniske krav til en vævsmodel i en given bioanalytisk anvendelse.
  • evaluere nytteværdien af en teknisk løsning til vævsmodeller, inklusive dens biologiske nøjagtighed, reproducerbarhed, og skalerbarhed.
  • vurdere og rapportere om fordele og ulemper ved en teknisk løsning på vævsmodellering.
Kursusindhold
I kursets første del vil vi introduce kravene til og funktionerne af væv i kroppens organer og barrierer. De fysiologiske krav omfatter næringsforsyning, ultrastruktur af cellernes omgivelser, mekaniske egenskaber, og cellulær signalering. Funktionelle egenskaber kan omfatte signalering, styret massetransport, og vævssammentrækning, afhængig af vævstypen.

Den anden del vil dække vigtige teknologier til at genskabe kravene og funktionerne in vitro. Det omfatter designprincipper og teknologier til væskehåndtering, mikrofabrikation og materialeudvikling, så vel som validering af de vigtigste biologiske egenskaber af det fremstillede væv.

I den tredje og sidste del af kurset udforsker og demonstrerer vi et antal forskellige 3D printemetoder til fremstilling af komplekse vævsmodeller, herunder printemetodernes underliggende princip, deres muligheder, og deres begrænsninger.
Litteraturhenvisninger
Ratner et al. (eds.) ”Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine” 3rd edition (Academic Press 2013)
Sidst opdateret
02. maj, 2024