Кафедра трансляційної медичної біоінженерії |
Рівень вищої освіти | Другий (магістерський) |
Галузь знань | 16 - Хімічна інженерія та біоінженерія |
Спеціальність | 163 - Біомедична інженерія |
Освітня програма | 163Мп РБІ - Регенеративна та біофармацевтична інженерія (ЄДЕБО id: 39269)163Мп РБФІ+ - Регенеративна та біофармацевтична інженерія (ЄДЕБО id: 58776) |
Статус дисципліни | Нормативна |
Форма здобуття вищої освіти | Очна |
Рік підготовки, семестр | 1 курс, осінній семестр |
Обсяг дисципліни | 5 кред. (Лекц. 18 год, Практ. 18 год, Лаб. 18 год, СРС. 96 год ) |
Семестровий контроль/контрольні заходи | Екзамен |
Розклад занять | https://rozklad.kpi.ua |
Мова викладання | Українська / Англійська |
Інформація про керівника курсу / викладачів | Лекц.: Луценко Т. М., Практ.: Луценко Т. М., Лаб.: Луценко Т. М., |
Розміщення курсу |
Що буде вивчатися
Клітинна та тканинна інженерія – це галузь науки, завданням якої є створення нових клітин та отримання тканин, органів й організмів з клітинного матеріалу. Перевагами клітинної інженерії є те, що вона дає змогу експериментувати з клітинами, а не з цілими організмами, і навіть отримувати з клітин тканини та організми із заданими властивостями.
Сучасні досягнення клітинної та тканинної інженерії застосовуються для створення біофармацевтичних продуктів медичного призначення та імунобіологічних препаратів, в тому числі: стовбурові клітини та методи клонування багатоклітинних організмів; профілактичні, діагностичні та лікувальні препарати створені за допомогою клітинних технологій з використанням біоб’єктів та продуктів їх життєдіяльності; конструювання біосенсорів, імунна інженерія, у т.ч. гібридомна технологія, методи та засоби серологічної та молекулярно‐генетичної діагностики.
Чому це цікаво/треба вивчати
Регенеративна медицина та біофармацевтична інженерія являє собою одну із найбільш сучасних та динамічних галузей охорони здоров’я. У провідних країнах світу до цієї галузі спрямовується стільки ж інвестицій, скільки на боротьбу із раком. В останні 10 років в Україні активно розгортається науково‐дослідна та клінічно‐виробнича інфраструктура регенеративної медицини.
Чому можна навчитися
Знання:
Вміння:
Як можна користуватися набутими знаннями і уміннями
Програмні компетентності, які мають бути сформовані після вивчення дисципліни, та які відповідають освітній програмі «Регенеративна та біофармацевтична інженерія»:
Загальні компетентності
ЗК 1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
ЗК 2. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
ЗК 3. Вміння виявляти, ставити та вирішувати проблеми (науково-дослідного, науково-технічного, проектного, виробничо-організаціного характеру), орієнтуючись зокрема на інноваційний сталий розвиток суспільства.
ЗК 4. Здатність працювати в команді, організовувати та управляти власною роботою та роботою колективу.
ЗК 7. Здатність спілкуватися іноземною мовою для ефективного вирішення професійних завдань
Фахові компетентності
ФК 4. Здатність створювати і вдосконалювати засоби, методи та технології біомедичної інженерії для дослідження і розробки біоінженерних об’єктів та систем медико-технічного призначення.
ФК 6. Здатність досліджувати біологічні та технічні аспекти функціонування та взаємодії штучних біологічних і біотехнічних систем
ФК 9. Здатність використовувати інноваційні підходи у розробці біомедичних технологій на основі методів біомолекулярної, клітинної та тканинної інженерії
Програмні результати навчання, які мають бути досягнуті після вивчення дисципліни та які відповідають освітній програмі «Регенеративна та біофармацевтична інженерія»:
ПРН 2. Знати основні методичні прийоми культивування еукаріотичних клітин, а також технології їх застосування у наукових цілях, біомедичній інженерії, біології, медицині, фармації.
ПРН 3. Проектувати, конструювати, вдосконалювати, застосовувати медико-технічні та біоінженерні вироби, прилади, апарати і системи (у т.ч. медичні вироби біологічного та біотехнологічного походження), а також налагоджувати їх виробництво, з дотриманням сучасних технічних вимог, а також супроводжувати їх експлуатацію.
ПРН 5. Створювати і вдосконалювати засоби, методи та технології біомедичної інженерії для всебічного дослідження і розробки біоінженерних, біотехнічних та біофармацевтичних об’єктів та систем медико-технічного призначення.
ПРН 7. Оцінювати біологічні і технічні аспекти та наслідки взаємодії інженернотехнічних і біоінженерних об’єктів з біологічними системами, передбачувати їх взаємний вплив, правові, деонтологічні і морально-етичні наслідки використання.
ПРН 8. Вирішувати у практичній діяльності завдання біомедичної інженерії з усвідомленням власної етичної та соціальної відповідальності в особистій діяльності та/або в команді (у т.ч. міжнародній)
ПРН 9. Розробляти та управляти проектами науково-дослідних установ біоінженерного профілю, закладів охорони здоров’я, виробничих та логістичних об’єктів, що спеціалізуються на виготовленні та зберіганні медичних виробів та іншої продукції у системі охорони здоров’я, включаючи їх реконструкцію та модернізацію, на основі національних та міжнародних стандартів та настанов
ПРН 10. Розробляти новітні біомедичні технології (продукти) із використанням методів біомолекулярної, клітинної та тканинної інженерії
ПРН 12. Презентувати результати досліджень і розробок державною та іноземною мовами у вигляді заявок на винахід, наукових публікацій, доповідей на науково-технічних заходах
ПРН 13. Знання принципів розвитку і сучасних проблем створення біосумісних матеріалів в медичній практиці
Наявність вищої освіти освітнього рівня бакалавр.
Розділ 1. Клітинна та тканинна інженерія
Тема 1. Вступ до клітинної та тканинної інженерії (1 лекція, 1 практичне заняття)
Визначення клітинної та тканинної інженерії і основних термінів. Проблеми розвитку клітинної, тканинної та біофармацевтичної інженерії у світі та в Україні. Клітини, культури клітин людини та тварин. Загальні науково‐методичні основи вирощування культур клітин in vitro. Отримання перещеплюваних культур клітин. Техніка культивування. Організаційно‐технічне та інженерно‐ апаратурне забезпечення. Приклади використання культур клітин у медицині та біотехнології.
Тема 2. Основи гібридомної технології (1 лекція, 1 практичне заняття)
Принципи гібридомної технології. Передумови та історія створення гібридомної технології. Науково‐практичні засади отримання моноклональних антитіл та їх використання у біології, біотехнології та медицині.
Тема 3. Науково‐практичні та інженерно‐технологічні засади отримання та використання стовбурових клітин (СК) (2 лекції, 2 практичних заняття)
Визначення СК. Історія відкриття СК. Класифікація стовбурових клітин. Розвиток та диференціація СК. Основні методи та засоби отримання й зберігання стовбурових клітин. Методи та засоби ідентифікації (характеризації) стовбурових клітин. Реагенти для культивування, аналізу та диференціації СК. Обладнання та апаратура для культивування СК. Обладнання та апаратура для кріозберігання СК. Генотипування СК (HLA‐типування). Потенційні можливості використання стовбурових клітин. Вимоги до клітинних технологій. Основні етапи створення клітинної технології. Проблеми використання СК. Використання методів генної інженерії. Генна терапія. Умови клонування клітин. Терапевтичне клонування та клонування з метою вирощування нового організму. Простір стовбурових клітин в межах відповідного органу. Трансплантація СК. Алотрансплантати.
Тема 4. Основи тканинної інженерії та штучні органи (3 лекції, 2 практичних заняття)
Теоретичне обґрунтування можливості вирощування нових тканин із власних стовбурових клітин. Визначення процесу регенерації органів. Розповсюдженість процесів регенерації серед живих істот. Трансплантація донорських органів та тканин. Тканинна інженерія та проектування штучних органів. 3D біодрук. 3D біопринтери.
Тема 5. Методи оцінки та характеристики клітинного та тканинного матеріалу, штучних органів (2 лекції, 2 практичних заняття)
Імунологічні (серологічні) методи. Принципи імуноферментного аналізу (ІФА). Молекулярно‐ генетичні методи, полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР). Проточна цитометрія. Принципи та алгоритми методів, що базуються на імунохімічних реакціях (імуноферментний аналіз, імуноблотинг, імунофлуоресцентні методи, імуногістохімія та ін.). Конструкція приладів та апаратів, що забезпечують оцінку та характеристику клітинного та тканинного матеріалу, штучних органів (спеціалізовані спектрофотометри, цитометри, ампліфікатори, апаратура для препаративного електрофорезу тощо).
Розділ 2. Біофармацевтична інженерія
Тема 1. Основи біофрамацевтичної інженерії (1 лекція, 1 практичне заняття)
Класифікація біофармацевтичної продукції за функціонально‐споживчими характеристиками. Загальні принципи стандартизації лікарських засобів, медичних виробів та іншої парафармацевтичної продукції. Фармацевтична розробка: загальні принципи та особливості біопрепаратів.
Тема 2. Технологія рекомбінантних білків медичного призначення (1 лекція, 1 практичне заняття) Біотехнологічні підходи до створення продуцентів рекомбінантних білків. Про‐ та еукарітичні системи експресії. Ферментація та методи індукції синтезу рекомбінантних білків. Методи виділення та очистки рекомбінантних білків. Технологія отримання рекомбінантних моноклональних антитіл. Особливості стандартизації рекомбінантних білків терапевтичного та діагностичного призначення. Перспективи розвитку ринку рекомбінантних препаратів. Конструкція приладів та апаратів, необхідних для отримання рекомбінантних продуктів; апаратурно‐ технологічні принципи контролю та автоматизації процесів.
Тема 3. Ендоекологія людини та пробіотичні препарати (1 лекція, 1 практичне заняття)
Поняття про ендоекологію та мікробом. Сучасні підходи до підтримання та відновлення мікробної екології людини. Технологічні аспекти отримання пробіотичних препаратів. Пробіотики на основі лізатів бактерій. Вирощування та зберігання власних молочнокислих бактерій вилучених з кишечнику в перші дня життя людини. Пробіотики на основі рекомбінантних мікроорганізмів. Технологія отримання імобілізованих пробіотиків. Особливості стандартизації пробіотичних препаратів. Апаратурне забезпечення технологій отримання та зберігання пробіотиків.
Тема 4. Основи вакцинології, технології отримання вакцин, сироваткові продукти, біосумісні матеріали (1 лекція, 1 практичне заняття)
Основи вакцинології та отримання вакцин різного походження. Технології виготовлення живих вакцин. Технології виготовлення інактивованих вакцин. Генетична імунізація. ДНК‐вакцини. Нанотехнології при створенні вакцин. Особливості стандартизації вакцин. Технологія препаратів бактеріофагів. Діагностичні сироватки та технологія їх отримання. Комплементи та технологічні особливості їх отримання. Технологія отримання імуноглобулінів. Принципи та засоби імунокорекції. Апаратурне забезпечення технологій отримання та зберігання імунопрепаратів та біосумісних матеріалів.
Тема 5. Розробка та виготовлення медичних виробів для in vitro діагностики, їх інженерно‐ організаційний супровід (1 лекція, 1 практичне заняття)
ІФА‐набори для діагностики інфекційних, онкологічних захворювань та гормональних порушень. Розробка та технологія виробництва медичних виробів на основі ПЛР‐набори. Особливості стандартизації медичних виробів для in vitro діагностики. Базове регулювання згідно технічного регламенту щодо медичних виробів для діагностики in vitro.
Кожна тема складається з двох компонентів:
Лекції проводяться за класичною схемою: у наочній формі лектор викладає відповідну тему. Під час лекції та після її закінчення здобувачі мають можливість ставити запитання. З окремих питань лекційного курсу може проводитися дискусія між лектором та здобувачами – або акцентувати увагу на важливих, принципових та проблемних моментах. Здобувачі можуть робити нотатки під час лекцій, а презентація та/або конспект лекції чи його фрагменти викладаються із можливістю завантаження на платформі дистанційного навчання «Сікорський».
Практичні заняття мають на меті набуття більш глибоких знань та умінь з тем, що висвітлюються в рамках лекційного курсу та самостійно опановуються здобувачами. Алгоритм проведення практичного заняття передбачає наступне: викладач викладає базові (стратегічні) тези в рамках відповідної теми, здобувачі виступають із міні‐повідомленнями із заздалегідь сформованими проблемними питаннями в рамках відповідної теми, відбувається дискусія між доповідачем, іншими здобувачами та викладачем, яка має на меті з’ясувати всі фундаментальні та прикладі аспекти відповідних технологій. За необхідності під час практичних занять відбувається вивчення (ознайомлення) нормативних документів, методичних рекомендацій тощо, а також розв’язання ситуаційних задач. На останньому практичному занятті проходить виконання здобувачами модульної контрольної роботи (МКР) у формі тесту. Матеріал, що є корисним для підготовки до практичних занять викладається із можливістю завантаження на платформі дистанційного навчання «Сікорський».
Лекційні та практичні заняття проводяться згідно розкладу занять http://rozklad.kpi.ua/ за такою схемою: спершу проводяться лекційні заняття, а після їх закінчення – практичні. Деталізована інформація доводиться до відома здобувачів через відповідні канали зв’язку, зокрема через платформи «Сікорський» та «Кампус».
Загальний об’єм самостійної роботи в рамках дисципліни складає 96 години, зокрема:
Порушення термінів виконання завдань та заохочувальні бали
Здобувачам можуть нараховуватися заохочувальні бали. Сума заохочувальних балів не може перевищувати 10 балів.
Заохочувальні бали нараховуються за такі види діяльності:
Відвідування занять
Штрафні бали за відсутність на заняттях не виставляються. Однак, здобувачам рекомендується відвідувати заняття, оскільки на них викладається теоретичний матеріал та розвиваються практичні навички, необхідні для ґрунтовного формування відповідних компетентностей.
Система оцінювання орієнтована на отримання балів за активність студента, а також виконання завдань, які здатні розвинути практичні уміння та навички.
Пропущені контрольні заходи оцінювання
Контрольні заходи оцінювання, виконання яких передбачено на занятті, проводяться у завчасно визначений день, який оголошується здобувачам на першому тижні освітнього процесу. Виконання таких контрольних заходів оцінювання в інший день дозволяється за вагомих та/або форс‐мажорних обставин.
У разі відсутності здобувача на практичному занятті, де передбачається його виступ із повідомленням, такий виступ або переноситься на інше практичне заняття, або замінюється на підготовку аналітичної записки із відповідної теми обсягом 5‐10 сторінок (у разі особливих форс‐ мажорних обставин).
Результат модульної контрольної роботи для здобувача, який не з’явився на контрольний захід, є нульовим. У такому разі, здобувач має можливість виконати модульну контрольну роботу у інший час за погодженням із викладачем. Перенесення строків проходження тесту можливе лише з поважних причин (форс‐мажорні обставини).
Повторне тестування в рамках модульної контрольної роботи не передбачене.
Процедура оскарження результатів контрольних заходів оцінювання
Після отримання коментарів від викладача з аргументацією щодо оцінки, здобувач має право в індивідуальному порядку задати всі питання, які цікавлять стосовно результатів контрольних заходів оцінювання. Якщо здобувач категорично не погоджуються з оцінкою, він має також навести аргументи щодо своєї позиції та звернутися до завідувача кафедри для подальшого вирішення питання. У разі, якщо ситуація не вичерпана, питання розглядається на засіданні кафедри, призначається комісія у складі 3‐х викладачів для більш об’єктивного оцінювання результатів навчання здобувача.
Академічна доброчесність
У разі використання контенту, захищеного авторським правом, результатів аналітичних досліджень та/або іншої інформації, здобувачі мають обов’язково вказувати джерело.
Політика та принципи академічної доброчесності визначені у розділі 3 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (https://kpi.ua/code).
Норми етичної поведінки
Норми етичної поведінки здобувачів і працівників визначені у розділі 2 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (https://kpi.ua/code).
Дистанційне навчання
Проходження он‐лайн курсів передбачено у випадку форс мажорних обставин (зокрема,
карантинних заходів) та для інклюзивного навчання здобувачів із особливими потребами.
Інклюзивне навчання
Навчальна дисципліна розрахована на вивчення для здобувачів із особливими освітніми потребами, але слід враховувати велике навантаження на зоровий апарат. В залежності від особливих потреб здобувачів можливе використання дистанційного навчання.
Поточний контроль. Робота на практичних заняттях передбачає короткі повідомлення здобувача із заздалегідь визначеного питання (3 повідомлення для кожного здобувача). Кожне повідомлення оцінюється у 5 балів: повне розкриття питання – 5 балів, наявність незначних упущень – 4-3 бали, наявність незначних помилок – 2 бали, наявність суттєвих помилок – 0,5-1 бал.
Робота на лабораторних заняттях передбачає виконання завдань (3 завдання для кожного здобувача). Кожне завдання оцінюється у 5 балів: повне розкриття питання – 5 балів, наявність незначних упущень – 4-3 бали, наявність незначних помилок – 2 бали, наявність суттєвих помилок – 0,5-1 бал.
Модульна контрольна робота (МКР) проводиться у вигляді тесту, або індивідуального завдання, який оцінюється у 30 балів.
Календарний контроль: провадиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу. Перша контрольна точка передбачає наявність одного повідомлення здобувача на практичному занятті, друга – не менше двох повідомлень.
Максимальний семестровий рейтинг здобувача: 30 балів (3 повідомлення на практичних заняттях та 3 завдання на практичних заняттях) + 30 балів (МКР) = 60 балів.
Семестровий контроль: екзамен. Умови допуску до семестрового контролю: виконання трьох повідомлень на практичних заняттях та виконання МКР (із сумарним рейтингом не менше 60 балів). У разі семестрового рейтингу 60 балів та вище здобувач може отримати екзамен автоматично. У разі незгоди або рейтингу менше 60 балів відбувається складання екзамену у формі он‐лайн тестування.
Кількість балів | Оцінка |
---|---|
100-95 | Відмінно |
94-85 | Дуже добре |
84-75 | Добре |
74-65 | Задовільно |
64-60 | Достатньо |
Менше 60 | Незадовільно |
Не виконані умови допуску | Не допущено |
Питання, що виносяться на семестровий контроль відповідають тематиці лекційних та практичних занять.
Визнання результатів навчання, набутих у неформальній/інформальній освіті, здійснюється згідно
«Тимчасового положення про порядок визнання результатів навчання, набутих студентами КПІ ім. Ігоря Сікорського у неформальній/інформальній освіті» (https://osvita.kpi.ua/node/119).
-
Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено
Луценко Т. М.;
Ухвалено кафедрою ТМБІ (протокол № 14 від 06.06.2024 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 9 від 26.06.2024 )