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DESIGN PRINCIPLES FOR BIONIC TISSUE ENGINEERING
ARTI DEVI AHLUWALIA
Academic year2023/24
CourseBIONICS ENGINEERING
Code1104I
Credits6
PeriodSemester 1
LanguageEnglish

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
DESIGN PRINCIPLES FOR BIONIC TISSUE ENGINEERINGING-INF/06LEZIONI60
ARTI DEVI AHLUWALIA unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Dato che la lingua ufficiale del corso è l'inglese, potete consultare tutte le informazioni presenti sulla versione in inglese.

Knowledge

This course will guide students in the design of cell and tissue-based systems for application to the development of in vitro models, artificial organs and delivery systems using technology based on stem cells, organoids, smart materials and smart fabrication.
Starting from a quantitative description of cell, tissue and organ assembly, and of their requirements in terms of resources, microenvironmental conditions, cooperation and competition, the course  covers fundamental design principles. It also provides a comprehensive overview of stem cell, organoid and on-chip technology as well as mathematical models of self-assembly, growth and differentiation. Project work will include design and simulation of in vitro models.

Modalità di verifica delle conoscenze

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Assessment criteria of knowledge

Oral exam with questions that involve calculations and modelling.

Capacità

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Skills

Students will gain an understanding of basic principles of: i) cell biology; ii) stem cell biology; iii) organoids; iv) cell-matrix interactions; v) cell-receptor interaction; vi) cell and tissue metabolism,  from an engineering point of view.

They will be able to  establish design criteria for engineered tissues and use them to design simple cell culture systems.

Modalità di verifica delle capacità

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Assessment criteria of skills

Assessment will be performed through classwork and exams

Comportamenti

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Behaviors

Students will be able to perform simple calculations on cell metabolism and receptor interaction. They will be able to distinguish between organoids, spheroids and scaffold based tissue constructs. They will be able to generate simple 3D models of reaction-diffusion-flow

Modalità di verifica dei comportamenti

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Assessment criteria of behaviors

Assessment will be performed through classwork and exams

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

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Prerequisites

Students should have an appreciation of the basic equations of transport, some aspects will be briefly revised at the beginning of the course

Indicazioni metodologiche

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Teaching methods

Lessons, case studies, reading of literature, mathematical analysis, use of computational tools

Programma (contenuti dell'insegnamento)

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Syllabus

Course contents: Basic principles of transport phenomena. Basic principles of biochemistry and cell biology. Quantitative Models of cell-material interaction, cell assembly and 3D organisation. Allometric (power law) relationships in organisms. Design criteria for 3D tissue constructs. Stem cell technology, Paracrine effects to induce tissue regeneration, induced pluripotent stem cells, organoids (Intestine, liver, brain). Fluidic bioreactors and organ and body on a chip design using computational methods.

 

Bibliografia e materiale didattico

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Bibliography

Notes and slides.

Also refer to:

Fondamenti di ingegneria dei tessuti per la medicina rigenerativa Mantero Sara - Remuzzi Andrea - Raimondi Manuela Teresa - Ahluwalia Arti   ISBN/EAN: 978885553039

Indicazioni per non frequentanti

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Non-attending students info

Lessons will be recorded if necessary

Modalità d'esame

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Assessment methods

Exam and classwork

Altri riferimenti web

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Additional web pages

Info will be provided on Teams and on my homepage (http://www.centropiaggio.unipi.it/~ahluwalia)

Updated: 22/10/2023 14:44