Lehrinhalte
Im Rahmen der Vorlesung werden zunächst biologische Grundlagen (Anatomie eukaryotischer Zellen, Grundlagen der Zellkultur) sowie die Interaktionen von Zellen und Biomaterialien in 2D- und 3D-Kultur erarbeitet. Unterschiedliche Biomaterialien und für die Gewebezüchtungen geeignete Hydrogele werden vorgestellt und klassifiziert. Zusätzlich stehen Methoden zur Charakterisierung von Biomaterialien und Hydrogelen (Rheologische, mechanische und biologische Charakterisierung), Tissue Engineering Verfahren, Bioreaktorsysteme für die statische und dynamische Gewebekonditionierung sowie mechanobiologische Aspekte der Gewebezüchtung im Fokus der Vorlesung. Die Vorlesung schließt mit einem Ausblick auf neueste Forschungsansätze im Bereich des Organ-Engineering und der Regenerativen Medizin.
Literatur
Empfehlungen zu kursbegleitender Literatur werden in der ersten Vorlesung sowie während des laufenden Kurses bekannt gemacht.
Voraussetzungen
keine
Weitere Informationen
Die Vorlesung richtet sich an Studierende im Masterstudium des Fachbereichs Maschinenbau. Die Vorlesung soll insbesondere Studierende mit Interesse an der Lösung biologischer, medizinischer und medizintechnischer Fragestellungen unter Anwendung ingenieurwissenschaftlicher Methoden und Verfahren ansprechen. Studierende anderer Fachbereiche können teilnehmen, sofern die Prüfungsordnung diese Möglichkeit vorsieht.
Offizielle Kursbeschreibung
Als Biomaterialien werden unterschiedliche Werkstoffe bezeichnet, die für medizinische Zwecke eingesetzt und hierzu in direkten Kontakt mit lebendem Gewebe oder Organen gebracht werden. Der Kontakt mit dem Gewebe kann sowohl oberflächlich (z.B. Wundauflagen) als auch invasiv erfolgen (Implantate). Biomaterialien können synthetischen oder natürlichen Ursprungs sein und metallische, keramische sowie Polymer-basierte Werkstoffe umfassen.
Im Rahmen der Vorlesung werden unterschiedliche Biomaterialklassen vorgestellt, charakterisiert, und ihr medizinisches Einsatzgebiet skizziert. Ein besonderer Fokus der Vorlesung liegt hierbei auf Implantat-Werkstoffen sowie Werkstoffen für die Gewebezüchtung, wie z.B. Hydrogelen. Hydrogele sind hochwasserhaltige Polymernetzwerke, die die natürliche Gewebematrix sehr gut nachbilden und daher ideal für das Wachstum von Zellen geeignet sind.
Im zweiten Teil der Vorlesung werden gängige Verfahren zur Gewebezüchtung (Tissue Engineering) vorgestellt. Das Tissue Engineering beschreibt die Züchtung von biologischem Ersatzgewebe, das zur Substitution oder Regeneration von geschädigtem Gewebe eingesetzt werden kann. Neben unterschiedlichen Herstellungsmethoden werden Bioreaktorsysteme präsentiert, die zur Reifung und Konditionierung von lebendem Gewebe genutzt werden können. Die Vorlesung schließt mit einem Ausblick auf aktuelle Forschungsansätze in den Bereichen Biofabrikation, 3D-Biodruck (3D-Bioprinting), Whole-Organ-Engineering sowie der Regenerativen Medizin.
Online-Angebote
moodle
Im Rahmen der Vorlesung werden zunächst biologische Grundlagen (Anatomie eukaryotischer Zellen, Grundlagen der Zellkultur) sowie die Interaktionen von Zellen und Biomaterialien in 2D- und 3D-Kultur erarbeitet. Unterschiedliche Biomaterialien und für die Gewebezüchtungen geeignete Hydrogele werden vorgestellt und klassifiziert. Zusätzlich stehen Methoden zur Charakterisierung von Biomaterialien und Hydrogelen (Rheologische, mechanische und biologische Charakterisierung), Tissue Engineering Verfahren, Bioreaktorsysteme für die statische und dynamische Gewebekonditionierung sowie mechanobiologische Aspekte der Gewebezüchtung im Fokus der Vorlesung. Die Vorlesung schließt mit einem Ausblick auf neueste Forschungsansätze im Bereich des Organ-Engineering und der Regenerativen Medizin.
Literatur
Empfehlungen zu kursbegleitender Literatur werden in der ersten Vorlesung sowie während des laufenden Kurses bekannt gemacht.
Voraussetzungen
keine
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Die Vorlesung richtet sich an Studierende im Masterstudium des Fachbereichs Maschinenbau. Die Vorlesung soll insbesondere Studierende mit Interesse an der Lösung biologischer, medizinischer und medizintechnischer Fragestellungen unter Anwendung ingenieurwissenschaftlicher Methoden und Verfahren ansprechen. Studierende anderer Fachbereiche können teilnehmen, sofern die Prüfungsordnung diese Möglichkeit vorsieht.
Offizielle Kursbeschreibung
Als Biomaterialien werden unterschiedliche Werkstoffe bezeichnet, die für medizinische Zwecke eingesetzt und hierzu in direkten Kontakt mit lebendem Gewebe oder Organen gebracht werden. Der Kontakt mit dem Gewebe kann sowohl oberflächlich (z.B. Wundauflagen) als auch invasiv erfolgen (Implantate). Biomaterialien können synthetischen oder natürlichen Ursprungs sein und metallische, keramische sowie Polymer-basierte Werkstoffe umfassen.
Im Rahmen der Vorlesung werden unterschiedliche Biomaterialklassen vorgestellt, charakterisiert, und ihr medizinisches Einsatzgebiet skizziert. Ein besonderer Fokus der Vorlesung liegt hierbei auf Implantat-Werkstoffen sowie Werkstoffen für die Gewebezüchtung, wie z.B. Hydrogelen. Hydrogele sind hochwasserhaltige Polymernetzwerke, die die natürliche Gewebematrix sehr gut nachbilden und daher ideal für das Wachstum von Zellen geeignet sind.
Im zweiten Teil der Vorlesung werden gängige Verfahren zur Gewebezüchtung (Tissue Engineering) vorgestellt. Das Tissue Engineering beschreibt die Züchtung von biologischem Ersatzgewebe, das zur Substitution oder Regeneration von geschädigtem Gewebe eingesetzt werden kann. Neben unterschiedlichen Herstellungsmethoden werden Bioreaktorsysteme präsentiert, die zur Reifung und Konditionierung von lebendem Gewebe genutzt werden können. Die Vorlesung schließt mit einem Ausblick auf aktuelle Forschungsansätze in den Bereichen Biofabrikation, 3D-Biodruck (3D-Bioprinting), Whole-Organ-Engineering sowie der Regenerativen Medizin.
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- Lehrende: Andreas Blaeser
Semester: WiSe 2021/22