Discutir de forma integrada conhecimentos nas fronteiras da Biotecnologia com outras áreas de fortes potenciais de interfaceamento e interação, sendo elas a computação, biofísica de fluidos, terapia celular e bioengenharia tecidual, neurociência e engenharia de bioprocessos. O conhecimento construído nessa disciplina deve favorecer a atuação na área da Biotecnologia, abrindo perspectivas para que o estudante identifique potenciais aplicações dos temas tratados com situações da prática profissional e com o desenvolvimento de produtos e serviços de interesse biotecnológico. A disciplina prevê a realização de viagens didáticas como forma para complementar a formação mediante a experiência empírica de concretas situações complexas da realidade brasileira contemporânea.
Ciência de dados, biofísica de fluidos, terapia celular e bioengenharia tecidual, neurociência e engenharia de bioprocessos.
Parte Teórica Ciência de Dados ● Mineração de Dados ● Bioinformática ● Modelagem de sistemas complexos Biofisica de fluidos ● Fundamentos de fluidodinâmica ● Aplicações em fluidodinâmica cardiovascular ● Fluidodinâmica respiratória Terapia celular e bioengenharia tecidual ● Células-tronco e terapia celular ● Biomateriais e culturas 3D Neurociência ● Neurotransmissão, sinapses e neuroplasticidade ● Modelagem do Sistema Nervoso Central para estudo do envelhecimento cerebral e doenças neurodegenerativas Engenharia de bioprocessos ● Princípios das etapas de bioconversão e purificação de moléculas de interesse comercial ● Experimentação durante as etapas de desenvolvimento de um bioprocesso ● Análise econômica de alternativas tecnológicas Parte Prática Análise de problemas observados em situações complexas da realidade brasileira em excursões para regiões críticas que permitam evidenciar demandas cruciais do mundo contemporâneo.
Referências bibliográficas/References Data science 1. Oliveira, A.L. (2019), Biotechnology, Big Data and Artificial Intelligence. Biotechnol. J., 14: 1800613. https://doi.org/10.1002/biot.201800613. 2. Moore JH. Empowering the data science scientist. BioData Min. 2021 Jan 23;14(1):8. doi: 10.1186/s13040-021-00246-x. PMID: 33485343; PMCID: PMC7827983. 3. Persidis, A. Data mining in biotechnology. Nat Biotechnol 18, 237–238 (2000). https://doi.org/10.1038/72722. 4. Harline K, Martínez-Gómez J, Specht CD and Roeder AHK (2021) A Life Cycle for Modeling Biology at Different Scales. Front. Plant Sci. 12:710590. doi: 10.3389/fpls.2021.710590. Fluid biophysics 5. H Badeeer, Hemodynamics For Medical Students, Advances In Physiology Education, 2001. 6. Joachim D Pleil et al. The physics of human breathing: flow, timing, volume, and pressure parameters for normal, on-demand, and ventilator respiration J. Breath Res. 15 042002, 2021. Stem cells and tissue bioengineer 7. Nourian Dehkordi, A. et al. Skin tissue engineering: wound healing based on stem-cell-based therapeutic strategies. Stem Cell Res Ther, v. 10, n. 1, p. 111, 2019. 8. Chua, A. W. et al. Skin tissue engineering advances in severe burns: review and therapeutic applications. Burns Trauma, v. 19, n. 4, p. 3, 2016. 9. Yi, S. et al. (2016). Extracellular Matrix Scaffolds for Tissue Engineering and Regenerative Medicine. Curr Stem Cell Res Ther.2016 Sep 4.[Epub ahead of print]. 10.Muzzio, N., Moya, S., Romero, G. Multifunctional scaffolds and synergistic strategies in tissue engineering and regenerative medicine. Pharmaceutics. v. 13, n. 6, 2021. DOI: 10.3390/pharmaceutics13060792. 11.Di Marzio, N., Eglin, D., Serra, T., et al. Bio-Fabrication: Convergence of 3D Bioprinting and Nano-Biomaterials in Tissue Engineering and Regenerative Medicine. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. v. 8, n. April, 2020. DOI: 10.3389/fbioe.2020.00326. 12.Lin, K., Zhang, D., Macedo, M. H., et al. Advanced Collagen-Based Biomaterials for Regenerative Biomedicine. Advanced Functional Materials v. 29, n. 3, 2019. DOI: 10.1002/adfm.201804943. 13.Hernandez, E. D. D., Reyes-Romero, J. R. Materials for Biomedical Engineering Thermoset and Thermoplastic Polymer, Chapter 14: Characteristics of polymeric materials used in medicine. [S.l.], Elsevier Inc., 2019. v. 1. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-816874-5.00014-1. 14.Yilmaz, B., Al Rashid, A., Mou, Y. A., et al. Bioprinting: A review of processes, materials and applications. Bioprinting. v. 23, n. April, p. e00148, 2021. DOI: 10.1016/j.bprint.2021.e00148. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.bprint.2021.e00148. 15.Steffens, D. et al. Development of a biomaterial associated with mesenchymal stem cells and keratinocytes for use as a skin substitute. Regen Med, v. 10, n. 8, p. 975-987, 2015. 16.Xie, S.Y. et al. Adult stem cells Seeded on electrospinning silk fibroin nanofibrous scaffold enhance wound repair and regeneration. J Nanosci Nanotechnol, v. 16, n. 6, p. 5498-5505, 2016. Bioprocess engineering 17.Cornell, J.A. Experiments with Mixtures: Designs, Models, and the Analysis of Mixture Data. 3rd. ed. New York, NY: John Wiley & Sons, Inc., 2002. 18.COUPER, J.R. Process Engineering Economics. 1st ed. New York: CRC Press, 2003. 19.Montgomery, D.C. Design and Analysis of Experiments. 10th. ed. Hoboken, NJ, USA: Wiley, 2020. 20.Shuler, M.L.; Kargi, F.; Delisa, M. Bioprocess Engineering: Basic Concepts. Third ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2017.
