Biomechanica en diagnostiek

Biomechanica en diagnostiek
Aangeboden door: Faculteit Technische Natuurkunde
Faculteit Biomedische Technologie
Faculteit Scheikundige Technologie
Faculteit Werktuigbouwkunde
Taal:
Nederlands
Doelgroep:
Alle studenten
Contactpersoon:
dr. L.J. van IJzendoorn ([email protected])
Waar gaat dit pakket over?
De relatie tussen gezondheid en het moleculair en cellulair functioneren van levende
materie is één van de centrale vraagstukken van onze tijd. Op moleculair niveau wordt het
functioneren van een cel gedreven door een fascinerend en grotendeels onbegrepen
samenspel van biochemische processen en mechanische krachten. Het leerdoel van dit
keuzepakket is het verkrijgen van fundamenteel inzicht in de basisprincipes van de
biomechanica en van praktische vaardigheden om deze kennis in de praktijk toe te passen.
Om dit te realiseren wordt een brug geslagen tussen moleculaire eigenschappen en
mesoscopische structuren zoals die voorkomen in levende materie en de technologieën die
nodig zijn om deze relatie te onderzoeken. Hiermee wordt een basis gelegd voor onderzoek
en toepassingen in het beroepsperspectief van biomedische technologie en gezondheid.
Vakcode
3DBX0
3EKX0
3FBX0
Vaknaam
Biologische fysica
Krachtmetingen in de biomechanica
Modelleren van biomechanische processen
Rooster (Kwartiel/Slot)
1
Kwartiel 4, slot E
1
Kwartiel 2, slot B
1
Kwartiel 3, slot B
1
Tijdsloten onder voorbehoud
Beschrijving vakken
Biologische Fysica
De wetten van de fysica zijn onlosmakelijk verbonden met het bestaan van leven.
Moleculaire interacties en ordeningsprocessen bepalen de energiehuishouding, de
transporteigenschappen en het mechanisch functioneren van levende materialen en zijn
nauw verbonden met de gezondheid van het organisme. In het cursorische deel van dit vak
leer je de basis van de biologische fysica van de materialen waar leven van gemaakt is eiwitten, RNA, DNA, lipiden, cellen en weefsels, te begrijpen. Daarna worden
onderzoeksvragen gepresenteerd die aan de TU/e worden bestudeerd door onderzoekers en
docenten van de faculteiten W, ST, N en BMT. Naar aanleiding hiervan wordt je als student
uitgedaagd zelf een onderzoeksvraag te definiëren en deze in een essay uit te werken. Het
onderwijs bevat 8 contacturen per week. In de eerste week worden gedurende twee
dagdelen inleidende hoorcolleges en begeleide zelfstudie verzorgd (per dagdeel 2 uur
April 2014
hoorcollege en twee uur begeleide zelfstudie). In de daaropvolgende 5 weken wordt alleen
in het eerste dagdeel van het tijdslot twee uur interactief hoorcollege gegeven en twee uur
begeleide zelfstudie verzorgd. In het tweede dagdeel van het tijdslot volgt een individuele
tussentoets (self-paced clickertoets) gevolgd door een uur feedback op de opgaven. Het
tweede dagdeel wordt afgesloten met de onderzoeksvoordracht.
De 7e week wordt geheel gewijd aan het schrijven van de essay (onder begeleiding).
Krachtmetingen in de Biomechanica
In het cursorische deel van dit vak worden experimentele technieken behandeld om
interacties tussen moleculen, eiwitten, cellen en weefsels te beïnvloeden en karakteriseren.
Voorbeelden van deze technieken zijn: atoomkrachtmicroscopie, het gebruik van
magnetische en optische pincetten, het gebruik van microfluidische systemen, micropilaren
en microreologie. Naast het cursorische deel worden naar aanleiding van actuele
onderzoeksvragen OGO projecten uitgevoerd die experimenteel of theoretisch van aard
kunnen zijn in teams van 2 tot maximaal 4 studenten. Deze worden gecoacht door een AIO
of Postdoc in één van de participerende onderzoeksgroepen uit de faculteiten TN (groepen
van IJzendoorn en Storm), BMT (groep Brunsveld), ST (groep Voets) en W (groep Wyss). Deze
onderwijsvorm staat de student toe om geleerde vaardigheden direct in de
onderzoekspraktijk toe te passen en al vroeg in de studie kennis te maken met actueel,
state-of-the art wetenschappelijk-technologisch onderzoek aan de TU/e.
Het onderwijs bevat 8 contacturen per week. In de eerste week wordt gedurende het eerste
dagdeel een inleidend hoorcollege (2 uur) en begeleide zelfstudie (2 uur) verzorgd. In de
daaropvolgende weken begint het eerste dagdeel van het tijdslot met een tussentoets op
individuele basis direct gevolgd door feedback en twee uur interactief hoorcollege en 1 uur
begeleide zelfstudie. Gedurende het hele kwartiel wordt gedurende het tweede dagdeel van
iedere week het OGO project uitgevoerd.
Modelleren van Biomechanische Processen
In het cursorische deel van dit vak staat de theoretische achtergrond en het modelleren van
biomechanica centraal. De beginselen van de statistische- en continuümmechanica van
levende materialen worden behandeld waaronder kracht-rek curves, kinetiek van
polymerisatie en zelfassemblage, hydrodynamische effecten op nanoschaal, effectieve
wisselwerkingen en “potentials of mean force”.
Deze onderwerpen sluiten aan bij en bouwen voort op het vak Biologische Fysica en de
onderzoeksvragen die in de OGO projecten van het college “Krachtmetingen in de
Biomechanica” in het laboratorium zijn onderzocht.
Een belangrijke component van het college bestaat uit het doen van numerieke
experimenten met Monte-Carlo en Moleculaire Dynamica technieken waarbij studenten in
groepen van 2 tot maximaal 4 zullen samenwerken. De nadruk wordt gelegd op de
coherentie van de individuele bijdragen die het werken in teams in de beroepspraktijk
weerspiegelt.
Het onderwijs bevat 8 contacturen per week. Ieder dagdeel zal beginnen met 2 uur
hoorcollege gevolgd door 2 uur werken aan het numerieke experimenten/simulaties van
biomechanische processen.
April 2014

Download Report