Biofysikk og medisinsk teknologi
Fagområder ved seksjon for biofysikk og medisinsk teknologi er eksperimentell biofysikk, studier av biologiske molekyler, celler, organismer og materialer. Vi studerer hvordan stråling påvirker biologiske systemer.
Vår forskning bidrar utvikling av medisinsk teknologi slik at diagnoser og behandling stadig forbedres.
Biofysikk og medisinsk teknologi er en av fem seksjoner ved Institutt for fysikk, NTNU og seksjonen består av fire forskjellige forskningsgrupper.
Kontakt: Tore Lindmo (seksjonsleder)
Undervisning
- Biofysikk og medisinsk fysikk (Masterprogram, 2 år)
- Fysikk og matematikk (Sivilingeniør-/masterprogram, 5 år) (MTFYMA). Studieretninger: Biofysikk og medisinsk teknologi, Bionanoteknologi
- MSc in Medical Technology (Internasjonalt masterprogram, 2 år) (MSMEDTECH)
- PhD programmet biofysikk (doktorgrad)
- PhD programmet fysikk (doktorgrad)
Forskningsgrupper
Medisinsk fysikk
Medisinsk fysikk omfatter diagnostisering og behandling av sykdommer. Avbildingsteknikker basert på røntgen- og computertomografi, ultralyd og magnetisk resonansavbilding, er viktig i medisinsk diagnostikk. Medisinske fysikere arbeider med stråleterapi benyttet i kreftbehandling og forskning for å forbedre og utvikle nye metoder for diagnose og terapi. I forskningslaboratorier studeres mekanismer for levering og transport av terapeutiske molekyler til kreftceller og det forskes på fotodynamisk terapi.
Medisinsk fysikk
Medisinsk fysikk omfatter diagnostisering og behandling av sykdommer. Avbildingsteknikker basert på røntgen- og computertomografi, ultralyd og magnetisk resonansavbilding, er viktig i medisinsk diagnostikk. Medisinske fysikere arbeider med stråleterapi benyttet i kreftbehandling og forskning for å forbedre og utvikle nye metoder for diagnose og terapi. I forskningslaboratorier studeres mekanismer for levering og transport av terapeutiske molekyler til kreftceller og det forskes på fotodynamisk terapi.
Forskningsgruppen har samarbeidsprosjekter både med Radiumhospitalet (Oslo universitetssykehus HF) og St. Olavs Hospital.
Transport av terapeutiske molekyler i kreftvev
Et av hovedproblemene ved konvensjonell kreftbehandling som stråleterapi og kjemoterapi, er at behandlingene ikke er spesifikke for kreftcellene. Den ioniserende strålingen og cellegiften ødelegger både normalt vev og tumorvev, og skadene på normalt vev begrenser dosene som kan benyttes.
Ulike strategier for å utvikle tumor spesifikke behandlinger er foreslått: monoklonale som binder seg til tumor spesifikke antigener på overflaten av kreftcellene og bærer med seg radioaktive isotoper, toxiner, eller andre giftstoffer, kapsler som inneholder cellegift, og genterapi basert på DNA vektorer som bærer terapeutiske gen. Disse tumor spesifikke behandlingene benytter imidlertid store molekyler (også kalt nanomedisin) og slike store molekyler har problemer med å nå fram til tumorcellene. Når medikamenter injiseres i blodbanen har molekylene en vanskelig vei fram til bestemmelsesstedet som vist i figuren. Om de terapeutiske molekylene skal lykkes å nå fram og drepe kreftcellene avhenger av at det er et godt utviklet nettverk av blodårer i tumoren (trinn 1), at molekylene kan passere over blodåreveggen (trinn 2) og at de er i stand til å trenge gjennom rommet mellom kreftcellene (trinn 3).
Målsetning med forskningsprosjektet er å utvikle en kvantitativ forståelse for trinnene involvert i transporten av terapeutiske molekyler, samt å øke opptaket og penetrasjonen av terapeutiske molekyler ved kjemisk (enzymatisk) og fysisk behandling (bruk av ioniserende stråling og varmebehandling).
Diagnose innen hjertekarsykdommer
I biologisk vev vil collagen fibre generere det såkalte andre harmoniske signalet når det belyses med en laser som gir tofoton eksitasjon. Dette kan utnyttes i diagnose av ulike hjertekarsykdommer der collagen er sentralt. Dannelsen av plakk i blodårer kan forårsake blodpropp. Slike plakk inneholder mye collagen og vi arbeider med karakterisering av plakk
for å kunne utvikle et nytt diagnose-verkøy basert på to-fotoneksitasjon. Hjerteklaffer inneholder også mye collagen fibre, og kombinert med avbilding og modellering av hjerteklaffbevegelser kan feil i hjerteklaffene detekteres.
Vi som arbeider i forskningsgruppen Medisinsk fysikk: Catharina Davies, Magnus B. Lilledahl og Tore Lindmo
Kontakt: Catharina de Lange Davies
Biooptikk og fotobiofysikk
Forskningsgruppen driver med optisk og fotorelatert forskning. Vi er en del av det nasjonale nettverket Norwegian Molecular Imaging Consortium (NorMIC) og tilbyr avansert instrumentering og ekspertise innen biofysisk-biologisk avbildning. Her er aktivitet innenfor et bredt område av problemstillinger, for eksempel tar man i bruk nyutviklete fluorescerende stoffer i konfokalmikroskopi, kombinert med atomær kraftmikroskopi (AFM). Vi studerer tofotonspektroskopi, optisk koherensspektroskopi, fluorescensspektroskopi, samt reaksjonsspektroskopi.
Biooptikk og fotobiofysikk
Forskningsgruppen driver med optisk og fotorelatert forskning. Vi er en del av det nasjonale nettverket Norwegian Molecular Imaging Consortium (NorMIC) og tilbyr avansert instrumentering og ekspertise innen biofysisk-biologisk avbildning. Her er aktivitet innenfor et bredt område av problemstillinger, for eksempel tar man i bruk nyutviklete fluorescerende stoffer i konfokalmikroskopi, kombinert med atomær kraftmikroskopi (AFM). Vi studerer tofotonspektroskopi, optisk koherensspektroskopi, fluorescensspektroskopi, samt reaksjonsspektroskopi.
Flere tyngdepunkter i aktiviteten er spektroskopi på forskjellige biomolekyler, som biopolymerer, karotenoider, porfyriner m.v. Innenfor fotobiofysikken studerer vi virkningsmekanismer og effekter for UV- og lyspåvirkning av celler og organismer. Vi undersøker energiforandringer i fotosyntesereaksjoner, mekanismene for fotosensitisering (hvordan lyseksiterte biomolekyler kan starte spesielle nedbrytningsreaksjoner f.eks. i kreftceller) og hvordan lys kan gi opphav til såkalte frie radikaler.
(Les mer om Bio-optics and photobiophysics)
Vi som arbeider i forskningsgruppen Biooptikk og fotobiofysikk: Catharina Davies, Magnus B. Lilledahl, Tore Lindmo, Kalbe Razi Naqvi, Pawel Sikorski, Marit Sletmoen, Bjørn Stokke
Kontakt:
Biologiske polymerer og bionanoteknologi
Som en del av satsingen ved NTNU NanoLab styrkes også forskning og undervisning i bionanoteknologi ved Institutt for fysikk. Forskningen er en del av nanoteknologi i retning biologi. Dette er forskning rundt området ingeniørfag mot fysikk og biologi. Eksempel er studier av biologiske designprinsipper, enheter eller metoder, kjennetegnet ved kritiske dimensjoner av funksjonelle komponenter mellom molekylær lengdeskala og opp til noen hundre nanometer.
Biologiske polymerer og bionanoteknologi
Som en del av satsingen ved NTNU NanoLab styrkes også forskning og undervisning i bionanoteknologi ved Institutt for fysikk. Forskningen er en del av nanoteknologi i retning biologi. Dette er forskning rundt området ingeniørfag mot fysikk og biologi. Eksempel er studier av biologiske designprinsipper, enheter eller metoder, kjennetegnet ved kritiske dimensjoner av funksjonelle komponenter mellom molekylær lengdeskala og opp til noen hundre nanometer.
Biologiske polymererer
Forskningsgruppen studerer naturlige fotoniske båndgapsstrukturer (kitin baserte) og bruk av disse som kanaler og støpeformer for nanotråder av uorganisk materiale. Et annet tema er dynamisk kraftspektroskopi på enkeltmolekylnivå for bestemmelse av interaksjoner mellom par av biologisk molekyl, ... for eksempel knyttet til aktivering signalkaskaden ved indusering av en immunologisk reaksjon, eller mellom enzymer og polymere substrat.
Kontakt: Bjørn Torger Stokke
Les mer om forskningsgruppen Biological polymers
Bionanoteknologi
Bionanoteknologi er et spennende forskningsfelt i den teknologiske utviklingen. I forskningsgruppen fokuseres det på studier av naturlige nanostrukturerte materialer og utvikling av nanostrukturer inspirert av naturen. Bionanoteknologi er en gren av nanoteknologi som benytter biologiske startmaterialer, biologisk design og som benyttes i medisinsk forskning. Detaljerte studier av materialer er en nødvending forutsetning for å forstå naturens designstrategi på nanometernivå og forskning som leder til utvikling av ny design og produksjonstrategi.
Kontakt: Pawel Tadeusz Sikorski
Les mer om forskningsgruppen Bionanotechnology
Arbeider i forskningsgruppen Biologiske polymerer og bionanoteknologi: Marit Sletmoen, Pawel Sikorski, Bjørn Stokke
Kontakt:
Forskningsprosjekter
Forskningsprosjekter
EU prosjekt, NFR prosjekt, BOA prosjekt ...
Forskningsprosjekter
EU prosjekt, NFR prosjekt, BOA prosjekt ...
.
Infrastruktur
Laboratorier
.
Laboratorier
.
.
