[목 차]
바이오메디컬 엔지니어링
바이오메디컬 엔지니어링은 생물학과 의학의 문제를 분석하고 해결하기 위해 전통적인 공학 원리와 설계 절차를 적용하는 것이다. 생명공학 엔지니어는 기기, 기기 및 소프트웨어 설계, 많은 기술적 출처의 지식의 수집, 새로운 절차 개발, 임상적 문제 해결에 필요한 연구 수행 등을 포함하여 광범위한 용량에서 요구될 수 있다. 바이오의학공학이라는 하위 전문 분야가 다수 존재하지만, '진공 속에서 일한다'는 경우는 거의 없다. 흔히 한 분야에서 일하는 생물의학 엔지니어는 다른 분야에서 일하는 생물의학 엔지니어들이 수집한 지식을 활용하게 된다. 예를 들어, 인공 고관절의 디자인은 해부학, 골 생체역학, 걸음걸이 분석 및 생체 재료 적합성에 대한 연구에 의해 크게 도움이 된다.
엉덩이에 가해지는 힘은 보형물의 설계 및 재료 선택 시 고려될 수 있다. 마찬가지로, 마비된 근육을 전기적으로 자극하여 통제된 방식으로 움직이도록 하는 시스템의 설계는 인간 근골격계의 행동에 대한 지식을 이용한다. 이러한 기기에 사용되는 적절한 재료의 선택은 생체재료 엔지니어의 영역에 속한다. 여기에는 의학과 생물학과 관련된 데이터를 수집하고 분석하기 위한 컴퓨터 도구를 개발하고 사용하는 것이 포함된다. 생물정보학 연구에는 수백만 개의 항목이 포함된 유전자 배열의 데이터베이스를 관리하고 검색하기 위해 정교한 기술을 사용하는 것이 포함될 수 있다.
질병의 진단과 치료에 사용되는 기기를 개발하기 위해 전자제품과 측정 기법을 적용한 것이다. 컴퓨터는 다양한 작은 작업을 수행하는 데 사용되는 단일 목적 계측기의 마이크로프로세서부터 의료 영상 시스템에서 대량의 정보를 처리하는 데 필요한 마이크로컴퓨터까지 생물 계측기의 필수적인 부분이다. 여기에는 삽입에 사용되는 살아있는 조직과 인공적인 물질이 모두 포함된다. 임플란트 재료 설계 시 생활 재료의 특성 및 거동을 이해하는 것이 필수적이다. 인체에 배치할 적절한 물질의 선택은 생물의학 엔지니어가 직면하는 가장 어려운 작업 중 하나일 수 있다. 생체 물질은 독성이 없고, 비카르신 유발 물질(암 유발 물질은 아님), 화학적으로 불활성이며, 평생 반복되는 힘을 견딜 수 있을 만큼 안정적이고 기계적으로 강해야 한다.
새로운 바이오 물질은 심지어 살아있는 조직과 생물학적, 기계적 매칭을 제공하기 위해 살아있는 세포를 포함한다. 이것은 생물학적 또는 의학적인 문제에 고전적인 기계 공학을 적용한다. 그것은 생체 및 합성 매체와 막을 가로지르는 화학 성분의 이동, 물질 변형, 체내 및 장치 내의 흐름과 운송에 대한 연구를 포함한다. 생체역학의 발전은 인공 심장, 심장 판막, 인공관절 교체술의 발달로 이어졌으며, 심장, 폐, 혈관, 모세혈관과 근골격계 뼈, 연골, 인대, 힘줄의 기능을 더 잘 이해하게 되었다. 여기에는 진단 및 치료 목적의 생물학적 신호에서 유용한 정보를 추출하는 것이 포함된다.
이것은 환자가 갑작스러운 심장 마비에 취약할지를 결정하기 위해 심장 신호를 연구하거나, 배경 소음에 대처할 수 있는 음성 인식 시스템을 개발하거나, 컴퓨터를 제어하는 데 사용될 수 있는 뇌 신호의 특징을 탐지하는 것을 의미한다. 이것은 살아있는 유기체(혹은 유기체의 일부)를 이용하여 제품을 만들거나 변형하거나, 식물이나 동물을 개량하거나, 특정 용도에 미생물을 개발하는 강력한 도구 모음입니다. 생명공학의 초기 노력에는 전통적인 동물과 식물 번식 기술과 빵, 맥주, 와인, 치즈를 만드는데 효모를 사용하는 것이 포함되었다. 현대 생명공학은 인간의 유전적 결함을 교정하는 데 사용될 수 있는 재조합 DNA와 세포 융합, 새로운 생체 처리 기술의 산업적 사용을 포함한다.
그것은 또한 생물의 도움을 받아 유해한 오염물질을 분해하는 생물학적 방해를 포함한다. 이것은 미세한 수준에서 생물 의학 문제를 공격하려는 최근의 시도를 포함한다. 이 영역들은 세포와 세포 이하 구조의 해부학, 생화학, 역학을 이용하여 질병 과정을 이해하고 매우 구체적인 현장에 개입할 수 있다. 이러한 기능을 통해, 소형 기기는 정확한 목표 위치에서 세포 과정을 자극하거나 억제할 수 있는 화합물을 전달하여 치유를 촉진하거나 질병의 형성과 진행을 억제한다.