الهندسة الحيوية: مبادئ تصميم الخلايا

تمتلك الخلايا الحية وظائف فريدة يمكن للمهندسين تسخيرها لمعالجة مشكلات بشرية في مجالات الطاقة والمياه والغذاء والصحة. تاريخياً، اعتُبرت الخلايا الحية شديدة التعقيد بحيث يصعب هندستها بصورة يمكن التنبؤ بها، وذلك بسبب تعقيدها وحساسيتها للتغيرات، ولأن حالتها تتبدّل باستمرار. لكن توضيح مبادئ التصميم التي تقف وراء وظيفة الخلية، إلى جانب تزايد الأمثلة على أجهزة هجينة قائمة على الخلايا، بدأ تدريجياً في محو هذه الفكرة. في هذه الدورة ستتعرّف إلى مبادئ تصميم خلوية راسخة وأخرى ناشئة، وستبدأ في النظر إلى الخلايا بوصفها «آلات» يمكن فهمها وقياسها والتحكم بها ضمن إطار هندسي. كما يمكن تطبيق هذه المعرفة على أجهزة غير حية تحاكي الخلايا وتتواصل معها، ما يفتح الباب أمام حلول وتقنيات جديدة عند نقطة التقاء الهندسة والبيولوجيا. وستحصل أيضاً على مقدمة حول الأجهزة الحيوية الهجينة الحالية والناشئة التي تجمع بين مكوّنات حية وغير حية، وكيف يمكن توظيفها في تطبيقات هندسية وطبية مستقبلية.

• كيف تنطبق مبادئ الهندسة الأساسية على الخلايا الحية.
• ما الذي تخبرنا به مبادئ الهندسة عن كيفية عمل الخلايا ووظائفها.
• المعادلات والنماذج ومنحنيات التصميم الراسخة والناشئة التي يمكن استخدامها لضبط الخلايا أو إعادة هندستها أو بناء خلايا جديدة.
• إطار عمل لقياس الخلايا والتحكم بها بوصفها أجهزة دقيقة (Microdevices).
• مقدمة إلى الأجهزة الحيوية الهجينة الناشئة.

• معرفة أساسية في علم الأحياء الخلوي والرياضيات حتى مستوى التفاضل والتكامل والمعادلات التفاضلية.
• يمكن لأي شخص لديه معرفة بمستوى البكالوريوس في الهندسة أو العلوم الالتحاق بالدورة بنجاح.