Bio-engineering

Biomaterialen zijn materialen die zijn ontworpen om gunstig te interageren met biologische organismen of moleculen. Deze materialen kunnen zijn afgeleid van of geproduceerd door een organisme, of kunnen zelfs een gesynthetiseerd polymeer zijn. Ingenieurs gebruiken deze nieuwe materialen in een breed scala aan toepassingen, zoals weefselengineering, biosensing en medicijnafgifte. Deze video introduceert veelvoorkomende biologisch afgeleide materialen en geeft voorbeelden van veelgebruikte...

Collagene is een ander veelgebruikt biomateriaal dat populair is geworden in commerciële toepassingen, zoals fotografie. Collageen is recenter gebruikt in weefsel engineering toepassingen, door het creëren van hydrogels die structuur bieden aan geëngend weefsel. Deze video introduceert collageen als biomateriaal, laat zien hoe het wordt geoogst uit varkenshuid, en toont hoe het materiaal wordt gebruikt om een hydrogel te maken voor weefsel engineering toepassingen. Ten slotte worden...

Zijdevezels zijn eeuwenlang verwerkt en gebruikt om stoffen en draden te maken. Het oplossen van zijden vezels, waardoor het wordt omgezet in een veelzijdige pre-polymeeroplossing, is echter een veel nieuwere technologie. Opgelost zijde kan op vele verschillende manieren worden verwerkt om een biocompatibel materiaal met beheersbare mechanische eigenschappen te creëren. Deze video introduceert de verwerking van zijde uit zijderupscocons, en laat zien hoe de zijdeoplossing kan worden gebruikt...

Bio-micro-elektromechanische systemen, ook wel BioMEMs genoemd, zijn microscopische apparaten die het gebruik van kleine monsters en reagentia volumes mogelijk maken voor diagnostische apparaten in vivo en in vitro. Deze apparaten voeren verschillende functies uit zoals filtratie, detectie of synthese op microschaal, waardoor kostenbesparingen en verbeterde gevoeligheid mogelijk worden. Deze video introduceert BioMEMs, belicht hun gebruik in de bio-engineerwetenschap, en presenteert enkele...

De fabricage van BioMEM apparaten gebeurt vaak met behulp van een microfabricagetechniek genaamd fotolithografie. Deze veelgebruikte methode maakt gebruik van licht om een patroon op een siliciumwafer over te brengen en vormt de basis voor de fabricage van vele soorten BioMEM apparaten. Deze video presenteert de fotolithografietechniek, laat zien hoe het proces in de cleanroom wordt uitgevoerd en introduceert enkele toepassingen van het proces.

Veel BioMEM apparaten, zoals microfluïdische kanalen, worden gemaakt met behulp van de soft lithography-techniek. Hier wordt een microschaalpatroon gerepliceerd door een elastomeer polymeer te harden over de 3D-structuur. Deze polymere structuren worden vervolgens gebruikt om een breed scala aan apparaten te maken, variërend van microfluïdische kanalen voor biosensing-toepassingen tot microschaal bioreactoren voor de visualisatie van micro-kolonies. Deze video introduceert fotolithografie en...

Bioprocessing is een methode die levende organismen gebruikt om een gewenst doelproduct te produceren. Vaak verwijst bioprocessing naar het gebruik van bioreactoren om eiwitproducten te produceren van genetisch gemodificeerde organismen. Dit veld is verantwoordelijk voor de grootschalige productie van biotherapeutica; medicijnen die essentieel zijn geworden voor het verbeteren van de kwaliteit van leven voor velen met complexe ziekten zoals kanker, auto-immuunziekten en HIV/AIDS. Deze video...

Deze video presenteert synthetische biologie en de rol ervan in bio-engineering. Synthetische biologie verwijst naar de methoden die worden gebruikt om organismen genetisch te modificeren om ze in staat te stellen grote hoeveelheden van een product te produceren. Dit product kan een eiwit zijn dat de cel al maakt of een nieuw eiwit dat is gecodeerd in een nieuw ingevoegde DNA-sequentie. Hier bespreken we hoe het genetische materiaal van een organisme wordt gemodificeerd met behulp van...

Bioreactoren worden gebruikt om organismen in grote volumes te kweken, waardoor de productie van grote hoeveelheden van het doelproduct mogelijk wordt. Deze reactoren kunnen batchreactoren zijn, die alle componenten bevatten die nodig zijn voor celgroei, of continue reactoren, die inlaat- en uitlaatpoorten hebben die het toevoegen van vers groeimedium en het verwijderen van celafval mogelijk maken. Deze video presenteert batch- en continue reactoren en demonstreert het gebruik van bioreactoren...

Biosensors zijn apparaten die een breed scala aan biologische processen en fysische eigenschappen gebruiken om een biologische molecuul, zoals een eiwit of cel, of een niet-biologische molecuul, zoals een chemisch component of verontreiniging te detecteren. Dit interdisciplinaire veld maakt gebruik van elektrische, optische, elektrochemische of zelfs mechanische eigenschappen om de aanwezigheid van de doelmolecuul te detecteren. Deze video introduceert het veld van biosensing en bespreekt...

Elektrochemische biosensoren detecteren de binding van een doelmolecuul door een oxidatie-reductiegebeurtenis te detecteren. Deze sensoren ebenden de weg voor moderne biosensing na de uitvinding van de glucose biosensor. Deze video zal elektrochemisch biosensing introduceren, de werking van de glucose biosensor laten zien en bespreken hoe elektrochemische biosensoren worden gebruikt bij de detectie van kanker.

Optische biosensoren gebruiken licht om de binding van een doelmolecuul te detecteren. Deze sensoren kunnen een labelmolecuul gebruiken, dat een meetbaar signaal produceert zoals fluorescentie, of deze sensoren kunnen labelvrij zijn en de veranderingen in optische eigenschappen, zoals brekingsindex, gebruiken om de binding van het doelmolecuul waar te nemen. Deze video introduceert zowel label- als labelvrije optische biosensoren, toont hun gebruik in het laboratorium en laat enkele...

Weefsel engineering streeft ernaar kunstmatig weefsel te creëren uit biomaterialen, specifieke cellen en groeifactoren. Deze geconstrueerde weefselconstructies hebben verstrekkende voordelen, met mogelijkheden voor orgaanvervanging en weefselherstel. Deze video introduceert het veld van weefsel engineering en onderzoekt de componenten van geconstrueerd weefsel. Deze video schetst ook enkele prominente methoden die worden gebruikt om het weefselskelet te creëren, een celpopulatie te introduceren...

Hoewel tweedimensionaal weefselkweek al enige tijd gebruikelijk is, gedragen cellen zich realistischer in een driedimensionale kweek en bootst dit dichter de aangeboren weefsel na. Deze video introduceert histotypische weefselkweek, waarbij de groei en voortplanting van één cellijn wordt uitgevoerd in een geconstrueerd driedimensionaal matrix om een hoge celdichtheid te bereiken. Hier laten we het oogsten van cellen uit donorweefsel zien, gevolgd door celkweek op een geconstrueerd construct.

Hele organen kunnen ex vivo worden gekweekt met behulp van gespecialiseerde bioreactoren met als doel hele organen te repareren of te vervangen. Deze methode gebruikt een donororgaan dat van alle cellen is ontdaan, waarbij de driedimensionale structuur achterblijft, die vervolgens opnieuw wordt bevolkt met nieuwe cellen. Deze video toont de gehele orgaankweek van longen en laat zien hoe een dynamische cultuur die de mechanische stimulatie in het lichaam nabootst, nodig is om inheemse...