Curso Académico:
2022/23
633 - Máster Universitario en Ingeniería Biomédica
69705 - Ingeniería de tejidos y andamiajes
Información del Plan Docente
Año académico:
2022/23
Asignatura:
69705 - Ingeniería de tejidos y andamiajes
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
633 - Máster Universitario en Ingeniería Biomédica
Créditos:
3.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---
1.1. Objetivos de la asignatura
La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:
El objetivo de la asignatura Ingeniería de Tejidos y Andamiajes es dotar al estudiante de las capacidades necesarias para analizar y diseñar diferentes estrategias para la regeneración de tejidos basadas en la ingeniería de tejidos. La asignatura se centra en proporcionar al estudiante una serie de conocimientos básicos que le permita entender como se regeneran los tejidos y qué pautas habría que seguir para favorecer estos mecanismos. Se profundizará en el estudio y análisis de la función y propiedades de los andamiajes, así como en los procesos de fabricación de los mismos. Se prestará especial atención a los mecanismos de interacción entre células y andamiajes, así como la regulación de los mismos por factores microambientales. Finalmente, se presentarán algunas situaciones de interés clínico.
Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) y determinadas metas concretas, de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia al estudiante para contribuir en cierta medida a su logro:
- ODS 3: Garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades
- Meta 3.6. Para 2020, reducir a la mitad el número de muertes y lesiones causadas por accidentes de tráfico en el mundo
- Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras
- Meta 9.5 Aumentar la investigación científica y mejorar la capacidad tecnológica de los sectores industriales de todos los países, en particular los países en desarrollo, entre otras cosas fomentando la innovación y aumentando considerablemente, de aquí a 2030, el número de personas que trabajan en investigación y desarrollo por millón de habitantes y los gastos de los sectores público y privado en investigación y desarrollo
1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación
La asignatura Ingeniería de Tejidos y Andamiajes es una asignatura optativa enmarcada en la especialidad en Biomecánica y Biomateriales Avanzados. Junto con las asignaturas Biomecánica y Biomateriales y Mecanobiología Celular, permite que el estudiante comprenda el importante papel que ejercen los tejidos y en particular la matriz extracelular como elemento guía de la regeneración tisular. Este conocimiento va a favorecer el conocimiento por parte del alumno de los mecanismos básicos regenerativos, aspecto básico a tener en cuenta cuando se diseña un tratamiento específico para un paciente basado en Ingeniería de Tejidos.
Para ello los conocimientos adquiridos en Biomecánica y Biomateriales van a dar soporte de cómo se comportan los tejidos y los biomateriales en su papel estructural y regulador del comportamiento celular. Por otro lado, la asignatura de Mecanobiología celular permite conocer los mecanismos intrínsecos celulares y su interacción con materiales antes diferentes condiciones ambientales. De hecho, la asignatura Ingeniería de Tejidos y andamiajes permitirá aunar conceptos con un objetivo común como va a ser el diseño de andamios o soportes para la aplicación exitosa de terapia celular en dichos andamios.
Este aprendizaje es muy relevante para el perfil de un ingeniero biomédico de esta especialidad.
1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura
Los alumnos deberían haber cursado las asignaturas troncales del máster, especialmente Biomecánica y Biomateriales.
2. Competencias y resultados de aprendizaje
2.1. Competencias
Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...
Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación (CB. 6)
Que los estudiantes sepas aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio (CB.7)
Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimiento y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios (CB.8)
Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades (CB.9)
Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo (CB.10)
Poseer las aptitudes, destrezas y método necesarios para la realización de un trabajo de investigación y/o desarrollo de tipo multidisciplinar en cualquier área de la Ingeniería Biomédica (CG.1)
Ser capaz de usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la resolución de problemas del ámbito biomédico y biológico (CG.2)
Ser capaz de comprender y evaluar críticamente publicaciones científicas en el ámbito de la Ingeniería Biomédica (CG.3)
Ser capaz de aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo (CG.4)
Ser capaz de gestionar y utilizar bibliografía, documentación, legislación, bases de datos, software y hardware específicos de la ingeniería biomédica (CG.5)
Ser capaz de analizar, diseñar y evaluar soluciones a problemas del ámbito biomédico mediante conocimientos y tecnologías avanzados de biomecánica, biomateriales e ingeniería de tejidos. (CO.3)
2.2. Resultados de aprendizaje
El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...
Conocer los diferentes tipos celulares que se pueden utilizar en ingeniería de tejidos, así como las ventajas e inconvenientes del uso de cada uno de ellos.
Conocer diferentes estrategias de cultivo células así como las implicaciones de cada uno de ellos.
Estar familiarizado con los diferentes tipos de biomateriales que se utilizan normalmente para el desarrollo de andamiajes en ingeniería de tejidos en diferentes aplicaciones.
Entender los diferentes procesos de bio-fabricación de andamios.
Conocer las diferentes familias de factores de crecimiento que se suelen utilizar en ingeniería de tejidos, así como el efecto más relevante de cada uno de ellos.
Estimar y cuantificar las propiedades mecánicas de los andamios en función de su microestructura y del biomaterial del base.
Entender cual es el papel regulatorio en el comportamiento celular de los factores microambientales.
Saber qué es un biorreactor, qué elementos lo componen y para que sirven.
2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje
Hoy en día, la Ingeniería de Tejidos es uno de los ámbitos de trabajo de mayor salida profesional e investigadora en el ámbito de la Ingeniería Biomédica. La necesidad inmediata de fabricar órganos o tejidos que sustituyan a los originales que han sido dañados por su uso, enfermedad o accidente ha hecho que la Ingeniería de Tejidos alcance hoy en día uno de los temas de mayor impacto científico. A la vez la complejidad de fabricar matrices artificiales que puedan reemplazar nuestro tejido original ha supuesto un reto muy importante para la ingeniería de tejidos.
3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba
El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion
Examen escrito, con puntuación de 0 a 10 puntos, común para todos los grupos de la asignatura. La prueba constará de diversas cuestiones teórico-prácticas. Se dispondrá de una prueba global en cada una de las convocatorias establecidas a lo largo del curso, en las fechas y horarios determinados por la Escuela
El alumno ha de obtener una puntuación mínima total de 4 puntos sobre 10 para promediar con el resto de actividades de evaluación, en caso de ser inferior la evaluación global de toda la asignatura será suspensa
- E2: Trabajos prácticos tutorizados (40%).
Puntuación de 0 a 10 puntos. En la evaluación de los trabajos tutorizados propuestos a lo largo del cuatrimestre se tendrá en cuenta tanto la calidad del trabajo presentado, como la amplitud y estudio bibliográfico de la solución propuesta, así como la presentación oral.
El alumno ha de obtener una puntuación mínima total de 4 puntos sobre 10 en cada actividad para promediar con el resto de actividades de evaluación, en caso de ser inferior la evaluación global de toda la asignatura será suspensa.
El estudiante que no opte por el procedimiento de evaluación descrito anteriormente, tendrá derecho a realizar una prueba global en cada una de las convocatorias establecidas a lo largo del curso, en las fechas y horarios determinados por la EINA.
4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos
4.1. Presentación metodológica general
El proceso de aprendizaje se desarrollará en varios niveles: clases magistrales en las que se fomentará la participación del alumno, clases prácticas de laboratorio, realización de actividades y trabajos prácticos de aplicación o investigación. La metodología que se propone trata de fomentar el trabajo continuado del estudiante.
4.2. Actividades de aprendizaje
El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:
A01 Clase magistral participativa (22 horas).Exposición por parte del profesor de los principales contenidos de la asignatura. Es habitual invitar a expertos en temas específicos de aplicación clínica o básica.
A03 Prácticas de laboratorio (4 horas).Se realizarán prácticas de laboratorio que permitan al alumno fabricar y caracterizar un andamiaje cerámico. Concretamente se realizarán las siguientes prácticas: fabricación de un scaffold cerámico (1h), medida de densidad y porosidad y preparación de suero fisiológico para ensayo “in vitro” (1 h), estudio microestructural mediante Microscopia Electrónica de Barrido y análisis composicional (1 h), caracterización mecánica (módulo elástico, dureza Vickers, tenacidad de fractura, módulo de rotura) (1 h). Estas prácticas se desarrollarán en los laboratorios del área de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica. A la finalización de las prácticas, unos días más tarde, los alumnos deberán entregar obligatoriamente unos guiones completos del trabajo realizado en el laboratorio.
A05 Realización de trabajos prácticos de aplicación o investigación. En este trabajo, en grupos de dos personas, los alumnos deberán realizar un estudio del estado del arte de la ingeniería de tejidos en un ámbito de aplicación específico que se indicará previamente. Dicho trabajo deberá ser presentado en público delante de toda la clase y de los profesores de la asignatura. Los trabajos se tutelarán con los profesores en cada caso particular.
A06 Tutoría. Horario de atención personalizada al alumno con el objetivo de revisar y discutir los materiales y temas presentados en las clases tanto teóricas como prácticas.
A08 Evaluación. Conjunto de pruebas escritas teórico-prácticas y presentación de informes o trabajos utilizados en la evaluación del progreso del estudiante. El detalle se encuentra en la sección correspondiente a las actividades de evaluación.
4.3. Programa
El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...
Lección 1. Introducción a la ingeniería de tejidos
Lección 2. Mecanobiología tisular
Lección 3. Mecanobiología celular
Lección 4. Andamiajes para Ingeniería de Tejidos
Lección 5. Los procesos celulares y la interacción con materiales sintéticos
Lección 6. Transporte de masa (nutrientes y metabolitos: vascularización).
Lección 7. Utilización de células y otros reguladores en Ingeniería de tejidos
Lección 8. Biorreactores y mircrofluídica
Lección 9. Organoides
Lección 10. Modelado computacional del comportamiento mecanobiológico de andamiajes y su interacción con los tejidos.
4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave
Calendario de sesiones y presentación de trabajos
El calendario de la asignatura, tanto de las sesiones de clase como de las sesiones de laboratorio, estará determinado por el calendario académico que el centro establezca para el curso correspondiente. El calendario de presentación de trabajos se anunciará convenientemente al inicio de la asignatura.
La asignatura se imparte en cuatrimestre de primavera. Entre las principales actividades previstas se encuentran la exposición de los contenidos teóricos, la realización de prácticas de laboratorio y la realización de trabajos prácticos tutorizados relacionados con los contenidos de la asignatura.
Las fechas de inicio y fin de las clases teóricas y de problemas, así como las fechas de realización de las prácticas de laboratorio y las pruebas de evaluación global serán las fijadas por la Escuela de Ingeniería y Arquitectura y publicadas en la página web del máster (http://www.masterib.es). Las fechas de entrega y seguimiento de los trabajos prácticos tutorizados se darán a conocer con suficiente antelación en clase y en la página web de la asignatura en el anillo digital docente, https://moodle.unizar.es/ > .