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