Enkeltfag 5 ECTS

Levende modeller af kropsbarrierer og organer

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.

See course description in English

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.

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.

Grundlæggende cellebiologi (f.eks. KU011 el. 27002)

4 timer om ugen. Problembaserede aktiviteter, forelæsning, klassediskussioner, opgaveregning.