Inżynieria biomateriałowa i tkankowa

Ukończony kurs z:

‘Biochemii’ oraz

‘Biologii komórki’ oraz

‘Praktikum z hodowli komórek i tkanek zwierzęcych’ lub

‘Zwierzęcych kultur komórkowych i tkankowych in vitro’ lub

‘Podstaw hodowli komórek in vitro’

lub pokrewnych

Godziny kontaktowe (z udziałem nauczyciela akademickiego)

Wykład: 15

Laboratorium: 30

Łączna liczba godzin z udziałem nauczyciela akademickiego: 45

Liczba punktów ECTS z udziałem nauczyciela akademickiego: 1,5

Godziny niekontaktowe (praca własna studenta)

Przygotowanie do zajęć dydaktycznych: 10

Przygotowanie do zaliczeń i egzaminu: 65

Łączna liczba godzin niekontaktowych: 75

Liczba punktów ECTS za godziny nie kontaktowe: 2,5

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu: 4

Sposób weryfikacji efektów kształcenia na studiach pierwszego stopnia zatwierdzonych na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXV-33.5/24z dnia 27 marca 2024 r., tj. od cyklu kształcenia 2024/2025:

Wykłady – zaliczenie pisemne (W1-W5, U1-U2, K1-K3)

Laboratorium – kolokwia śródsemestralne (W1-W2, U1-U2)

Treści wykładów:

Część biomateriałowa:

Inżynieria biomateriałów – podstawowe zagadnienia i definicje.

Podział biomateriałów wraz z omówieniem ich najważniejszych grup tj. biomateriały metaliczne, bioceramika, polimery oraz biomateriały węglowe i kompozyty.

Immobilizacja leków i jej zastosowanie w medycynie.

Część tkankowa:

Podstawy teoretyczne, cele i założenia inżynierii tkankowej. Podstawy hodowli komórek zwierzęcych in vitro. Biotechnologiczna hodowla komórek zwierzęcych. Strategie hodowlane związane z opracowaniem sztucznych tkanek i narządów.

Produkty inżynierii tkankowej: sztuczna skóra, chrząstka, kości, narządy hybrydowe. Zastosowanie kliniczne produktów inżynierii tkankowej.

Komórki macierzyste w inżynierii tkankowej i medycynie regeneracyjnej. Problemy związane z wykorzystaniem biomateriałów w medycynie.

Wykorzystanie biomateriałów i produktów inżynierii tkankowej w medycynie regeneracyjnej i transplantologii.

Najnowsze osiągnięcia inżynierii tkankowej i transplantologii.

Treści ćwiczeń:

Część biomateriałowa:

Podstawowe metody immobilizacji substancji biologicznie czynnych na biomateriałach.

Przygotowanie wybranych grup nośników (bioceramiczne, polimerowe i naturalne) do hodowli komórkowych.

Część tkankowa:

Podstawy hodowli komórek in vitro. Metody hodowli komórek 3D na biomateriałach. Założenie hodowli przestrzennych na biomateriałach.

Analiza adhezji komórek do przygotowanych nośników. Badanie żywotności i tempa proliferacji komórek na nośnikach.

Analiza czynników związanych ze stanem zapalnym komórek .

Metody barwienia komórek na nośnikach.

Hodowle 3D komórek w postaci agregatów (sferoidy, organoidy).

1. Marciniak J. 2013. Biomateriały. Wyd. Politechniki Śląskiej,

2. Błażewicz S., Stoch L. 2003. Biomateriały [w]: Nałęcz M. (red.) Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna Tom 4. Wyd.: Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit.

3. Skręta A. 2004. Biomateriały. Wyd.: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.

4. Stokłosowa S. 2012. Hodowla komórek i tkanek. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa.

5. Paduch R. 2019. Praktikum z hodowli komórek i tkanek. Wyd. UMCS, Lublin.

6. Różalska B, Micota B, Paszkiewicz M, Sadowska B. 2015. Inżynieria tkankowa w medycynie regeneracyjnej. Forum Zakażeń 6(5): 291-298.

7. Meyer U, Handschel J, Wiesmann HP, Meyer T. Fundamentals of Tissue engineering and regenerative medicine. Wyd. Springer, 2009.

Materiały udostępniane przez prowadzących.

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXV-33.5/24 z dnia 27 marca 2024 r., tj. od cyklu kształcenia 2024/2025:

WIEDZA:

W1. Absolwent zna i rozumie zagadnienia związane z transplantologią oraz inżynierią biomateriałową, w tym procesy zaangażowane w odrzucanie przeszczepów, biokompatybilność biomateriałów, rozumie zasady funkcjonowania organizmu po implantacji (K_W01, K_W02, K_W07).

W2. Absolwent zna i rozumie podstawy pracy z biomateriałami i ich obróbki oraz hodowli in vitro komórek, zarówno płaskich, jak i przestrzennych (K_W03, K_W04).

W3. Absolwent zna i rozumie zaawansowane metody badawcze stosowane w inżynierii biomateriałowej oraz tkankowej (K_W04, K_W05).

W4. Absolwent zna i rozumie możliwości wykorzystania biomateriałów i hodowli przestrzennych w nauce i medycynie (K_W05, K_W06).

W5. Absolwent zna i rozumie motywy napędzające rozwój inżynierii biomateriałowej i tkankowej oraz ich społeczne i ekonomiczne następstwa (K_W06, K_W07).

UMIEJĘTNOŚCI:

UMIEJĘTNOŚCI:

U1. Absolwent potrafi planować doświadczenia z zastosowaniem technik inżynierii biomateriałowej oraz tkankowej (K_U01, K_U03, K_U05).

U2. Absolwent potrafi wykorzystać wiedzę z dziedzin inżynierii biomateriałowej i tkankowej w celu krytycznej oceny literatury oraz prezentacji własnych wyników doświadczeń (K_U02, K_U04).

U3. Absolwent potrafi uzyskiwać oraz poddawać obróbce biomateriały (K_U04, K_U05).

U4. Absolwent potrafi tworzyć i prowadzić hodowle przestrzenne komórek, zarówno w postaci hodowli nośnikowych, jak i agregatów (sferoidów, organoidów) (K_U05, K_U06).

U5. Absolwent potrafi wykonywać zaawansowane analizy na przestrzennych hodowlach in vitro, zarówno w postaci hodowli na biomateriałach, jak i w postaci sferoidów i organoidów (K_U05-07).

KOMPETENCJE:

K1. Absolwent jest gotów do krytycznej oceny oraz weryfikacji oceny posiadanej wiedzy z zakresu inżynierii biomateriałowej oraz tkankowej (K_K01).

K2. Absolwent jest gotów do poszerzania wiedzy i umiejętności z zakresu bioinżynierii, korzystając z profesjonalnej literatury oraz konsultacji z ekspertami (K_K01, K_K03).

K3. Absolwent jest gotów do wykorzystania wiedzy i umiejętności z zakresu inżynierii biomateriałowej oraz tkankowej w interesie własnym oraz społeczeństwa (K_K03-05).