|
Biofabrikation und Drug Delivery (MWT-M3/10/11-BioMat-BioFab)5 ECTS (englische Bezeichnung: Advanced Applications II: Biofabrication and Drug Delivery)
Modulverantwortliche/r: Aldo R. Boccaccini Lehrende:
Rainer Detsch, Aldo R. Boccaccini
Startsemester: |
WS 2022/2023 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch und Englisch |
Lehrveranstaltungen:
Inhalt:
Vorlesung Biofabrikation
Anwendungsfelder Additive Fertigung- Grundprinzip
Aufbau und Funktionsweise eines 3D Druckers
Unterschiedliche Systeme des 3D Druckens
Anforderungen an Biotinten
Eigenschaften synthetischer und natürlicher Biotinten
Synthese und Vernetzungsmechanismen von Hydrogelen
mechanische und chemische Charakterisierung der Biotinte
Zell-Drucken und Zell-Reifung
Verschiedene Anwendungen der Biofabrikation: Organ on a Chip und Gewebeanaloga
Praktikum "Drug Delivery Systeme": Experimentelle Arbeiten zur Vertiefung der Vorlesungsinhalt Hydrogele
Prakikum "3D Drucken": Experimentelle Arbeiten zur Vertiefung der Vorlesungsinhalt Additive Fertigung von Biopolymeren: 3D Extrusionsdrucken von Polycaprolacton und Alginat Content:
Lecture Biofabrication
Application fields Additive Manufacturing- basic principle
Setup and operating principle of 3D printer
Different systems of 3D printing
Requirements for bioinks
Properties of synthetic and natural bioinks
Synthesis and cross-linking of hydrogels
Mechanical and chemical characterisation of bioinks
Cell-printing and cell-maturation
Different applications of biofabricaation: Organ on a Chip and tissue analogs
Practical "Drug Delivery Systems": Experimental work to consolidate the content oft he lecture course hydrogels
Practical "3D Printing": Experimental work to consolidate the content of the lecture course Additive Manufacturing of Biopolymers: 3D Extrusion printing of Polycaprolacton and Alginate
Lernziele und Kompetenzen:
Biofabrikation
Die Studierenden
erfassen die Wichtigkeit verschiedener Konzepte im Bereich der Biofabrikation.
lernen physikalische/chemische Grundlagen von Hydrogelen, Zellen-Gewebe und 3D Drucken.
versehen der Interaktion von Biotinte, 3D Drucken und Zellen
verstehen der Mechanismen der 3D Generierung: Organ on a Chip bis hin zu Gewebeanaloga
Praktikum Drug-Delivery-Systeme
Die Studierenden
Praktikum 3D-Drucken
Die Studierenden
lernen das sterile Arbeiten, Pipettieren und Mikroskopieren.
verstehen die Freisetzungskinetik von Drug-Delivery-Systemen.
haben einen Überblick über Methoden der Herstellung und –Charakterisierung von Mikrokapseln im Hinblick auf die biomedizinische Anwendung.
Educational goals and competences:
Biofabrication
The students
grasp the importance of the different concepts in the area of biofabrication.
learn physical/chemical fundamentals on hydrogels, cells-tissues and 3D printing.
understand the interaction between bioinks, 3D printing and cells
understand the mechanisms of 3D generation: from Organ on a Chip to tissue analogs
Practical Drug-Delivery-Systems
The students
Practical 3D-Printing
The students
learn to work in sterile conditions, using a pipette and microscope.
understand the release kinetics of drug-delivery-systems.
get an overview on fabrication and characterisation methods of microcapsules in regards of biomedical applications.
Literatur:
Biofabrikation/Biofabrication
Moroni, L., et al. (2018). “Biofabrication: A Guide to Technology and Terminology.” Trends in Biotechnology.
Groll, J., et al. (2018). “A definition of bioinks and their distinction from biomaterial inks.” Biofabrication, 11(1)
Valot, L., Martinez, J., Mehdi, A., and Subra, G. (2019). “Chemical insights into bioinks for 3D printing.” Chemical Society Reviews, 48(15), 4049–4086.
Yi, H.-G., Lee, H., and Cho, D.-W. (2017). “3D Printing of Organs-On-Chips.” Bioengineering, 4(4), 10.
Drug-Delivery-Systeme/Drug-Delivery-Systems
Augst, A. D., Kong, H. J., and Mooney, D. J. (2006). “Alginate hydrogels as biomaterials.” Macromolecular bioscience, 6(8), 623–633.
Smidsrød O, Skjåk-Braek G. (1990) “Alginate as immobilization matrix for cells”. Trends Biotechnol.;8(3):71-8.
Productinformation: Bradford Reagent, Prod.No. B6916, Sigma
3D Drucken/3D Printing
Liaw, C. Y., and Guvendiren, M. (2017). “Current and emerging applications of 3D printing in medicine.” Biofabrication.
Chia, H. N., and Wu, B. M. (2015). “Recent advances in 3D printing of biomaterials.” Journal of Biological Engineering, 9(1), 4.
Organisatorisches:
Hinweise zum Praktikum
Verbindliche Zulassungsvoraussetzung zum Praktikum sind die Teilnahme an der Sicherheitsbelehrung, an der Vorbesprechung sowie die Akzeptanz der COVID19-Regelungen der FAU und des ausrichtenden Lehrstuhls.
Verbindliche Teilnahmevoraussetzung für jeden Praktikumsversuch ist die erfolgreiche Erledigung des Vorprotokolls (Antestat).
Voraussetzung für das Bestehen des Praktikums ist, dass alle Versuche sowie alle Vor- und Nachprotokolle erfolgreich absolviert wurden (vollständige Testatkarte mit Nachweis für Vorprotokoll [Antestat], Versuchsdurchführung und Nachprotokoll [Abtestat] für jeden Versuch).
Der Termin der Vorbesprechung, der Sicherheitsbelehrung und Hinweise zur deren Durchführung (z.B. ZOOM link) werden rechtzeitig per Mail an die im Praktikum angemeldeten Teilnehmer bekannt gegeben und in StudOn hinterlegt.
Letzter Abgabetermin der vollständig ausgefüllten Testatkarte bzw. alle Versuche auf StudOn als vollständig bestanden eingetragen ist Freitag der ersten Vorlesungswoche des auf das Praktikum folgenden Semesters.
Notice for the practical
Compulsory admission requirement for the practical are the attendance of the safety induction, the preliminary meeting as well as the acceptance of the COVID19-regulations of FAU and the host institute.
Mandatory participation requirement for each practical experiment is the successful completion of the preliminary protocol (antestat).
Prerequisite for passing the practical is that all experiments as well as pre- and post protocols have been successfully completed (complete certificated with verification for preliminary protocol [antestat], experimental procedure and complete protocol [abtestat] for each experiment).
The appointment for the preliminary meeting, the safety induction, and hints for the procedure (e.g. Zoom link) are sent per E-Mail to all students who have registered for the practical and are also noted on StudON.
The final submission date of the fully completed certification card (Testatkarte) or when all experiments have to be entered on StudOn as complete is the Friday of the first week of lectures of the following semester.
Studien-/Prüfungsleistungen:
Advanced applications: Biofabrication and Drug Delivery (Prüfungsnummer: 62651)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 45, benotet, 5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
Praktikumsversuche sind Prüfungsstoff in der Modulprüfung.
Fragen zu Versuchsanleitungen, Ergebnissen, Auswertung und Diskussion der einzelnen Experimente sind in der jeweiligen Prüfung möglich, diese Themen gehören zum Prüfungsumfang.
- Prüfungssprache: Deutsch
- Erstablegung: WS 2022/2023, 1. Wdh.: SS 2023
1. Prüfer: | Aldo R. Boccaccini |
|
|
|
|
UnivIS ist ein Produkt der Config eG, Buckenhof |
|
|