Biofabrikation und Drug Delivery (MWT-M3/10/11-BioMat-BioFab)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Advanced Applications II: Biofabrication and Drug Delivery)
(Prüfungsordnungsmodul: Advanced applications: Biofabrication and Drug Delivery)

Lehrveranstaltungen:

• • Biofabrikation
    (Vorlesung, 2 SWS, Rainer Detsch et al., Mo, 8:15 - 9:45, Zoom-Meeting)
  • Praktikum "Biofabrication and Drug Delivery"
    (Praktikum, Rainer Detsch et al., Zeit und Raum n.V.)

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

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

• verstehen die Bedeutung von Polymeren Werkstoffen für die Biofabrikation

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.

Literatur:

Biofabrikation

• 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

• 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

• 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.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Nanotechnologie (Master of Science)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Nanotechnologie (Master of Science) | Gesamtkonto | Kernfächer | Biomaterialien | Advanced applications: Biofabrication and Drug Delivery)
2. Nanotechnologie (Master of Science)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Nanotechnologie (Master of Science) | Gesamtkonto | 1. und 2. Naturwissenschaftlich-technisches Wahlmodul | Advanced applications: Biofabrication and Drug Delivery)

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 2020/2021, 1. Wdh.: SS 2021

1. Prüfer:

Aldo R. Boccaccini

Termin: 04.04.2022, 14:00 Uhr, Ort: K 1 TechF