Detail předmětu

-- zrušit -- Buněčné a tkáňové inženýrství

FEKT-MPA-BTIAk. rok: 2026/2027

Tento kurz poskytuje komplexní přehled principů a metodik buněčného a tkáňového inženýrství se zaměřením na aplikace v regenerativní medicíně. Pokrývá základy biomateriálů používaných v tkáňovém inženýrství, návrh a výrobu lešení, techniky buněčných kultur a využití bioreaktorů. Kurz dále zahrnuje roli kmenových buněk, procesy mechanotransdukce a strategie pro inženýrství cévních, kožních, kostních a chrupavkových tkání, stejně jako systémy orgán-na-čipu. Důraz je kladen na interakce buněk s biomateriály, pokročilé techniky charakterizace biomateriálů a buněk a klinickou translaci inženýrských tkání, včetně regulačních a etických aspektů.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

4

Vstupní znalosti

Základní znalosti biologie.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Přednáška - závěrečný písemný test

Cvičení - 100% účast na cvičení

Učební cíle

1 – Základy buněčného a tkáňového inženýrství

2 – Biomateriály v tkáňovém inženýrství

3 – Návrh a výroba lešení pro tkáňové inženýrství

4 – Techniky buněčných kultur a bioreaktory

5 – Kmenové buňky v regenerativní medicíně

6 – Mechanotransdukce v buněčném inženýrství

7 – Tkáňové inženýrství cév a kůže

8 – Tkáňové inženýrství kostí a chrupavek

9 – Systémy orgán-na-čipu

10 – Interakce buněk a biomateriálu včetně charakterizace

11 – Techniky charakterizace biomateriálů a buněk

12 – Klinická translace a regulační aspekty

Studijní opory

1. Haraguchi Y, Shimizu T, Yamato M, Okano T. Concise review: cell therapy and tissue engineering for cardiovascular disease. Stem Cells Transl Med. 2012 Feb;1(2):136-41. Epub 2012 Jan 26. PMID: 23197760; PMCID: PMC3659688.

2. Cheng, B., Li, M., Lin, M. et al. Mechanobiology across timescales. Nat Rev Phys 7, 621–644 (2025).

3. Shiva Norouzi, Nikoo Saveh Shemshaki, Ehsan Norouzi, Masoud Latifi, Bahareh Azimi, Serena Danti, Xiaolan Qiao, Yuee Miao, Shengyuan Yang, Mohsen Gorji, Vasilije Petrovic, M. Ali Aboudzadeh, Roohollah Bagherzadeh, Recent advances in biomaterials for tissue-engineered constructs: Essential factors and engineering techniques, Materials Today Chemistry, Volume 37, 2024, 102016, ISSN 2468-5194,

4. Agarwal T, Onesto V, Banerjee D, Guo S, Polini A, Vogt C, Viswanath A, Esworthy T, Cui H, O'Donnell A, Vajanthri KY, Moroni L, Ozbolat IT, Panoskaltsis-Mortari A, Zhang LG, Costantini M, Maiti TK. 3D bioprinting in tissue engineering: current state-of-the-art and challenges towards system standardization and clinical translation. Biofabrication. 2025 Aug 7;17(4). PMID: 40513614.

Základní literatura

Haraguchi Y, Shimizu T, Yamato M, Okano T. Concise review: cell therapy and tissue engineering for cardiovascular disease. Stem Cells Transl Med. 2012 Feb;1(2):136-41. doi: 10.5966/sctm.2012-0030. Epub 2012 Jan 26. PMID: 23197760; PMCID: PMC3659688. (EN)

Doporučená literatura

Cheng, B., Li, M., Lin, M. et al. Mechanobiology across timescales. Nat Rev Phys 7, 621–644, (2025). (EN)
Agarwal T, Onesto V, Banerjee D, Guo S, Polini A, Vogt C, Viswanath A, Esworthy T, Cui H, O'Donnell A, Vajanthri KY, Moroni L, Ozbolat IT, Panoskaltsis-Mortari A, Zhang LG, Costantini M, Maiti TK. 3D bioprinting in tissue engineering: current state-of-the-art and challenges towards system standardization and clinical translation. Biofabrication. 2025 Aug 7;17(4). doi: 10.1088/1758-5090/ade47a. PMID: 40513614.
Shiva Norouzi, Nikoo Saveh Shemshaki, Ehsan Norouzi, Masoud Latifi, Bahareh Azimi, Serena Danti, Xiaolan Qiao, Yuee Miao, Shengyuan Yang, Mohsen Gorji, Vasilije Petrovic, M. Ali Aboudzadeh, Roohollah Bagherzadeh,Recent advances in biomaterials for tissue-engineered constructs: Essential factors and engineering techniques, Materials Today Chemistry, Volume 37, 2024, 102016, ISSN 2468-5194, (EN)

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1 – Základy buněčného a tkáňového inženýrství

2 – Biomateriály v tkáňovém inženýrství

3 – Návrh a výroba lešení pro tkáňové inženýrství

4 – Techniky buněčných kultur a bioreaktory

5 – Kmenové buňky v regenerativní medicíně

6 – Mechanotransdukce v buněčném inženýrství

7 – Tkáňové inženýrství cév a kůže

8 – Tkáňové inženýrství kostí a chrupavek

9 – Systémy orgán-na-čipu

10 – Interakce buněk a biomateriálů

11 – Techniky charakterizace biomateriálů a buněk

12 – Klinická translace a regulační aspekty 

Laboratorní cvičení

9 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Kultivace buněk. Příprava hydrogelu a naočkování buněk na hydrogel. Degradace hydrogelu.

2. Bobtnání hydrogelu. Hodnocení bobtnání a degradace hydrogelu. Mikroskopické hodnocení buněk na hydrogelu (VIS, fluorescence).

3. Základy Fusion 360. Virtuální realita pro Fusion model. 3D tisk a segmentace (Slicer) v kardiologii + praktický 3D tisk.

Individuální příprava na laboratoře

40 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Odborná příprava k tématu a nastudovaní materiálů k laboratorním cvičením.

Individuální příprava na závěrečnou zkoušku

25 hod., povinná

Vyučující / Lektor