Biofabricatie

3 ECTS credits
90 u studietijd

Aanbieding 1 met studiegidsnummer 4024248ENR voor alle studenten in het 1e semester met een verdiepend master niveau.

Semester

1e semester

Inschrijving onder examencontract

Niet mogelijk

Beoordelingsvoet

Beoordeling (0 tot 20)

2e zittijd mogelijk

Ja

Onderwijstaal

Nederlands

Faculteit

Faculteit Wetenschappen en Bio-ingenieurswetensch.

Verantwoordelijke vakgroep

Bio-ingenieurswetenschappen

Onderwijsteam

Ronnie Willaert (titularis)

Onderdelen en contacturen

14 contacturen Hoorcollege
18 contacturen Werkvormen en Praktische Oef.
37 contacturen Zelfwerk en -studie

Inhoud

Het opleidingsdeel bestaat uit een hoorcollege (HOC) en een werkcollege (WPO). 

 

HOC-gedeelte: 

De biofabricatie van moleculaire en cellulaire structuren en de combinatie hiervan wordt in detail besproken. De nadruk ligt op de biofabricatieprocessen en hun principes alsook de nodige apparatuur en hun werkingsprincipes. Bijgevolg is de cursus opgebouwd uit 2 grote delen, namelijk “moleculaire fabricatie” en “cellulaire fabricatie”.  

 

Inhoud 

Moleculaire biofabricatie 

• Oppervlakte-immobilisatieprincipes van biomoleculen: Aandacht voor de belangrijkste biomoleculen, voornamelijk DNA, eiwitten, lipiden en suikers, alsook sommige toepassingen worden besproken, zoals moleculaire microarrays (DNA, eiwitten, glycanen), en diagnostische chips. 
• “Self-assembly” van biomoleculen zoals peptiden en eiwitten, en DNA-moleculen (DNA-origami-technologie) in twee en drie dimensies. 
• Biofabricatieapparatuur: Bespreking van apparatuur voor micro- en nanopatroonoverdracht en moleculaire printingsapparatuur. 

Cellulaire biofabricatie 

• Celimmobilisatie in twee dimensies op een oppervlak (zoals “micropatterning”) en drie dimensies door zelfinteractie (“spheroids”, “organoids”) en in microcapsules of druppels (“droplet microfluidics”). 
• 3D Bioprinting: 3D bioprinting-technologie en -methoden, enkelvoudige celmethoden, en biomaterialen voor bioprinting zullen besproken worden.  
• Cellulaire biofabricatietoepassingen: Actuele voorbeeldtoepassingen zullen in meer detail besproken worden, zoals cellulaire microarrays, “organ-on-a-chip”, organoids voor geneesmiddelenscreening, en 3D bioprinting voor regeneratieve geneeskunde. 

 

WPO-gedeelte: 

Voor het practicumgedeelte zullen de studenten opgeslitst worden in kleine groepjes waarbij projectjes zullen uitgevoerd worden. Per project zullen meerdere methoden gecombineerd worden. Voorbeeldtopics zijn: het maken van een diagnostic chip, bioprinting van cellen in een microfluïdische chip, cellen inkapselen in microcapsules of druppels (droplet microfluidics). 

Per groep zal een verslag geschreven worden. Dit verslag dient geschreven te worden in de vorm van een manuscript voor een wetenschappelijk vaktijdschrift, i.h.b. het dient de volgende secties te bevatten: “state-of-the-art”, objectieven, gebruikte materialen en methoden, resultaten, discussie, besluit, en aanvullend materiaal.  

Bijkomende info

n.v.t.

Leerresultaten

Algemene competenties

Cognitieve vaardigheden: 

 

Reproduceren 

 

- De principes van oppervlakte-immobobilisatie van de belangrijkste biomoleculen, i.h.b. van DNA, eiwitten en suikers kunnen weergeven. 

- De principes voor de “self-assembly” van peptiden/eiwitten en DNA kunnen weergeven. 

- De belangrijkste biofabricatieapparatuur voor moleculaire micro- en nanopatroonoverdracht en printingsapparatuur kunnen opsommen. 

- De principes om cellen in 2 dimensies (i.h.b. micropatterning) te immobiliseren en 3 dimensies door zelfinteracties en in microcapsules of druppels (“droplet microfluidics”) kunnen weergeven. 

- De 3D bioprinting principes en methoden en de belangrijkste biomaterialen voor 3D bioprinting kunnen weergeven. 

 

Inzicht verwerven 

 

- De principes van oppervlakte-immobobilisatie van de belangrijkste biomoleculen, i.h.b. van DNA, eiwitten en suikers uitleggen en beargumenteren. 

- De principes voor de “self-assembly” van peptiden/eiwitten en DNA uitleggen en beargumenteren. 

- Het werkingsprincipe van de belangrijkste biofabricatieapparatuur voor moleculaire micro- en nanopatroonoverdracht uitleggen en beargumenteren. 

- De principes om cellen in 2 dimensies (i.h.b. micropatterning) te immobiliseren en in 3 dimensies door zelfinteracties en in microcapsules of druppels (“droplet microfluidics”) beargumenteren. 

- De 3D bioprinting principes en methoden uitleggen en beargumenteren. 

- Actuele cellulaire biofabricatietoepssingen (zoals zoals cellulaire microarrays, “organ-on-a-chip”, organoids voor geneesmiddelenscreening, en 3D bioprinting voor regeneratieve geneeskunde) uitleggen. 

- Practisch inzicht verwerven in moleculaire en biofabricatiemethoden en apparatuur via het practicum. 

 

Psychomotorische vaardigheden: 

 

Reflecteren 

 

- De verschillende oppervlakte-immobobilisatiemethoden met elkaar vergelijken. 

- De 2D self-assembly-methoden vergelijken met de 3D self-assembly-methoden. 

- De belangrijkste biofabricatieapparatuur voor moleculaire micro- en nanopatroonoverdracht met elkaar vergelijken. 

- De verschillende methoden om cellen in 2 dimensies (i.h.b. micropatterning) te immobiliseren met elkaar vergelijken. 

- De verschillende methoden om cellen in 3 dimensies door zelfinteracties te immobiliseren beoordelen. 

- De verschillende methoden om cellen in microcapsules of druppels (“droplet microfluidics”) te immobiliseren met elkaar vergelijken en beoordelen. 

- Het werkingsprincipe van de belangrijkste biofabricatieapparatuur voor moleculaire micro- en nanopatroonoverdracht en printingsapparatuur in verband brengen met de te gebruiken materialen. 

- De 3D bioprinting principes en methoden in verband brengen met de geschikte 3D bioprinting biomaterialen. 

Beoordelingsinformatie

De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 20% van het eindcijfer

Examen Schriftelijk bepaalt 60% van het eindcijfer

Examen Praktijk bepaalt 20% van het eindcijfer

Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:

• Mondeling examen met een wegingsfactor 2 en aldus 20% van het totale eindcijfer.

Binnen de categorie Examen Schriftelijk dient men volgende opdrachten af te werken:

• Schriftelijk examen met een wegingsfactor 6 en aldus 60% van het totale eindcijfer.

Binnen de categorie Examen Praktijk dient men volgende opdrachten af te werken:

• Perm ev + groepswerk met een wegingsfactor 2 en aldus 20% van het totale eindcijfer.

Aanvullende info mbt evaluatie

Het examen van het HOC-deel bestaat uit een gescheiden schriftelijk en mondeling gedeelte. De set van vragen bestrijkt de gehele cursus, met nadruk op verbanden tussen verschillende processen, waardoor inzicht kan beoordeeld worden.  

In de WPO vindt er een algemene evaluatie plaats van elke student (initiatief, houding, practische vaardigheden, vermogen om met instrumenten te werken) en het rapport wordt per groep geëvalueerd. Ook zal er een gezamenlijke presentatie worden gegeven waarbij vragen worden gesteld aan individuele studenten en waarbij differentiatie in cijfers mogelijk is. 

 

Het schriftelijk en mondeling HOC-examen wordt terzelfde tijd ingericht en duurt maximaal 3 uur. Het mondeling examen vindt plaats in een nabij gelegen ander lokaal en duurt ongeveer 30 minuten. De student dient tijdens het mondeling examen de antwoorden op de vragen bondig schriftelijk weer te geven en mondeling toe te lichten. 

Toegestane onvoldoende

Kijk in het aanvullend OER van je faculteit na of een toegestane onvoldoende mogelijk is voor dit opleidingsonderdeel.

Academische context

Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: cel- en genbiotechnologie: medische biotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: cel- en genbiotechnologie: agrobiotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: cel- en genbiotechnologie: synthetische biotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en bioprocestechnologie: voedingsbiotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en bioprocestechnologie: duurzame chemische biotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en bioprocestechnologie: micro- en nanobiotechnologie