Biolääketieteen tekniikka

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 9. huhtikuuta 2015 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 34 muokkausta .

Biolääketieteellinen tekniikka on yksi tieteen ja teknologian alueista ,  joka tutkii ja kehittää insinööriperiaatteiden ja käsitteiden soveltamista lääketieteen ja biologian alalla keinoelinten luomiseen , fysiologisten toimintojen puutteen kompensoimiseksi ( biolääketieteellinen suunnittelu ) geneettisesti muunneltujen luomiseksi eliöt mukaan lukien viljellyt kasvit ja tuotantoeläimet ( geenitekniikka ) sekä molekyylimallinnus ja kemiallisten yhdisteiden synteesi, joilla on ennalta määrätyt ominaisuudet ( proteiinitekniikka , tekninen entsymologia ) [1] . Lääketieteellinen tekniikka yhdistää tekniikan sekä lääketieteen ja biologian tieteiden suunnittelu- ja ongelmanratkaisutaidot terveydenhuollon edistämiseksi, mukaan lukien diagnoosi, seuranta ja molekyyli- ja solubiologian perusperiaatteisiin perustuva hoito [2] .

Biolääketieteen tekniikka on vasta äskettäin noussut omaksi tutkimusalaksi moniin muihin tekniikan aloihin verrattuna. Tällainen edistyminen yleistää uusia siirtymiä noista tieteidenvälisistä erikoistumisista jo vakiintuneiden alojen joukossa, joita pidetään tällä hetkellä omana alanaan. Tämä tieteen ja teknologian alue on suunniteltu kuromaan umpeen insinööritieteen (teknologian) ja lääketieteen välinen kuilu terveydenhuollon laadun parantamiseksi , mukaan lukien sairauksien diagnosointi, seuranta ja hoito [3] . Lisäksi biolääketieteen tekniikka on tiiviisti kietoutunut bioteknologiaan ei-lääketieteellisesti .

Merkittävimpiä biolääketieteen teknisiä kehityssuuntia ovat: bioyhteensopivien proteesien, erilaisten diagnostisten ja terapeuttisten lääketieteellisten laitteiden kehitys. Vaihtelevat kliinisistä laitteista, mikroimplanteista, kuvantamislaitteista, kuten EEG -magneettikuvauksesta , regeneratiivisesta kudoskasvusta, lääkkeistä ja terapeuttisista biologisista aineista.

Neuroengineering

Neurotekniikka . Hermostotekniikka (tunnetaan myös nimellä neuroengineering tai neurokirurgia) on tieteenala, joka käyttää teknisiä tekniikoita hermoston toiminnan ymmärtämiseen, korjaamiseen, korvaamiseen tai parantamiseen. Neurokirurgisten insinöörien on oltava poikkeuksellisen päteviä ratkaisemaan suunnitteluongelmia hermokudoksen elämän ja elottomien rakenteiden rajapinnassa.

Lääketekniikka

Lääketeollisuus on monialainen tiede, joka sisältää lääketekniikan, lääketoimituksen, lääketekniikan, kemiantekniikan ja lääkeanalyysin. Se voidaan luulla osaksi apteekkia , koska se painottaa kemiallisten lisäaineiden ja lääkkeiden teknologiaa paremman lääkehoidon tarjoamisessa. International Society for Technical Pharmacy on kansainvälinen liitto, joka vahvistaa tällä hetkellä nopeasti kehittyvää tieteidenvälistä tiedettä.

Kudos- ja elinsiirtotekniikka

Kudostekniikka , kuten geenitekniikka, on yksi biotekniikan pääsegmenteistä, joka on merkittävästi kietoutunut BMI:hen.

Eräs kudostekniikan tavoitteista on luoda keinotekoisia elimiä (biologisista materiaaleista) potilaille, jotka tarvitsevat elinsiirtoja. Biolääketieteen teknikot ja insinöörit tutkivat parhaillaan menetelmiä tällaisten elinten luomiseksi. Tutkijat ovat kopioineet kovia luita [4] ja henkitorvea ihmisen kantasoluista saavuttaakseen nämä tavoitteet. Useita keinotekoisia rakkoja, jotka on valmistettu laboratorioissa, on onnistuneesti siirretty potilaille. [5] Biologisesti muokattuja elimiä, joissa käytetään sekä synteettisiä että luonnollisia biologisia komponentteja, jotka on modifioitu biologisilla molekyyleillä [6] , on myös kehitteillä. Kuten maksalaitteet, jotka käyttävät maksasoluja keinotekoisten bioreaktorirakenteiden sisällä.

Geenitekniikka

Geenitekniikka on joukko tekniikoita, menetelmiä ja teknologioita rekombinantin  RNA :n  ja  DNA:n saamiseksi, geenien eristämiseksi   organismista (soluista), geenien manipuloimiseksi,  geenien muuntamiseksi, liimaamiseksi ja niiden viemiseksi muihin organismeihin.

Toisin kuin perinteinen jalostus, epäsuora geenimanipulaatiomenetelmä, geenitekniikka käyttää nykyaikaisia ​​työkaluja, kuten molekyylikloonausta ja transformaatiota, muuttaakseen suoraan kohdegeenien rakennetta ja ominaisuuksia. Geenitekniikka on saavuttanut menestystä monilla biotekniikan aloilla. Esimerkkejä olisivat viljelykasvien tuotantoteknologioiden (ei lääketieteellisten sovellusten, vaan biologisten teknisten järjestelmien) parantaminen, ihmisille tarkoitetun synteettisen insuliinin tuotanto muunnettujen bakteerien avulla, uudentyyppisten koehiirten tuotanto jatkotutkimusta varten.

Lääketieteelliset laitteet

Lääketieteellinen teknologia on äärimmäisen laaja luokka, joka kattaa olennaisesti kaikki terveydenhuollon tuotteet, jotka saavuttavat haluttuja tuloksia, kun niitä yhdistetään lääkekemikaaleihin (esim. lääkkeet) tai biologisiin aineisiin (esim. rokotteisiin). Lääketieteellisiä laitteita käytetään erilaisten sairauksien diagnosointiin , ehkäisyyn tai hoitoon.

Luettelo joistakin lääkinnällisistä laitteista ja laitteista: sydämentahdistimet, defibrillaattorit , infuusiopumput, ventilaattorit , tekoelimet, implantit , proteesit , korjaavat linssit, silmäproteesit, kasvo- ja hammasimplantti.

Ilman erityisiä lääkinnällisiä laitteita olisi vaikea saavuttaa lääkkeiden vaikutusta ihmiskehoon, samoin kuin lääkekemikaalien kulkeutumista kehoon. Kun lääkkeet lääketieteellisten laitteiden avulla vaikuttavat paljon tehokkaammin elävään organismiin erilaisten fyysisten, mekaanisten tai lämpövaikutusten kautta.

Stereolitografia on käytännöllinen esimerkki lääketieteellisestä mallintamisesta, ja sitä käytetään fyysisten esineiden luomiseen. Uusia teknisiä tekniikoita käytetään parhaillaan myös elinten ja ihmiskehon simuloinnissa uusien innovatiiviseen hoitoon tarkoitettujen laitteiden tutkimuksessa ja kehittämisessä, [7] hoidossa [8] potilaan seurannassa, [9] monimutkaisten monimutkaisten sairauksien seurannassa.

Lääketieteelliset laitteet on säännelty ja luokiteltu (Yhdysvalloissa) seuraavasti:

Luokka I – Laitteet aiheuttavat vain vähän haittaa potilaalle ja ovat rakenteeltaan yksinkertaisempia kuin luokan II tai luokan III laitteet. Tähän luokkaan kuuluvia laitteita ovat: elastiset siteet, tutkimushanskat ja otorinolaringologian laitteet, käsikirurgiset instrumentit ja muut vastaavat yleiskäyttöiset laitteet

Luokan II laitteet käyttävät erityisiä ohjaimia luokan I laitteiden lisäksi. Erityiset hallintalaitteet voivat sisältää erityisiä merkintävaatimuksia, pakollisia suorituskykystandardeja ja valvontaa. Tämän luokan laitteita ovat tyypillisesti röntgenlaitteet, pyörätuolin virtalähteet, infuusiopumput ja kirurgiset verhot.

Luokan III laitteet vaativat tyypillisesti tuonti- ja vientiluvan tai markkinoille saattamista edeltävän ilmoituksen, tieteellisen tarkastelun, jolla varmistetaan, että laite on turvallinen ja tehokas, yleisten luokan I hallintalaitteiden lisäksi. Esimerkkejä luokasta ovat sydänläpät, lonkka- ja polviproteesit, implantit erilaisia, silikonigeeli rintaimplantteille, implantoidut pikkuaivostimulaattorit, implantoitavat pulssigeneraattorit ja luustonsisäiset implantit (luun sisällä).

Lääketieteellinen kuvantaminen

Kuvan visualisointi on tärkeä osa lääketieteellisiä laitteita. Tämä alue käsittelee lääkäreitä, jolloin he voivat katsoa suoraan tai epäsuorasti asioita, jotka ovat normaalisti näkymättömiä (kokonsa tai sijaintinsa vuoksi). Tämä voi sisältää ultraäänen , magnetismin, UV :n, radiosäteilyn ja muiden keinojen käytön.

MRI on esimerkki diagnostisen kuvantamisen soveltamisesta biolääketieteen tekniikassa.

Kuvaustekniikka on hyvin usein välttämätön lääketieteellinen diagnostiikka. Tyypillisesti kehittynein tekniikka löytyy sairaalasta, mukaan lukien: fluoroskopia, magneettikuvaus (MRI), positroniemissiotomografia (PET), röntgenprojektio, kuten röntgensäteet ja tietokonetomografia , ultraäänilaitteet, optinen mikroskopia . elektronimikroskopia .

Implantit

Implantti on eräänlainen lääketieteellinen laite, joka korvaa puuttuvan biologisen rakenteen ja toimii sellaisena. Implanttien kehon kanssa kosketuksissa oleva pinta voidaan valmistaa biolääketieteellisestä materiaalista, kuten titaanista, silikonista riippuen siitä, mihin se toimii. Joissakin tapauksissa implantit sisältävät sähkölaitteita, kuten sydämentahdistimen. Jotkut implantit ovat bioaktiivisia, kuten ihonalaiset laitteet, jotka antavat lääkkeitä implantoitavien tablettien muodossa.

Bionics

Keinotekoisten elinten korvaaminen on yksi bioniikka voi tehdä . Itse asiassa bioniikka on soveltavaa tiedettä, joka käsittelee elävän luonnon organisointiperiaatteiden, ominaisuuksien, toimintojen ja rakenteiden eli luonnon elävien olentojen muotojen ja niiden teollisten vastineiden soveltamista teknisiin laitteisiin ja järjestelmiin. Yksinkertaisesti sanottuna se on yhdistelmä biologiaa ja teknologiaa.

Bioniikkaa voidaan soveltaa joidenkin teknisten ongelmien ratkaisemiseen. Biolääketieteen tekniikka on perusta, joka tarvitaan korvaamaan eri ihmiskehon osia. Sairaaloissa on paljon potilaita, jotka ovat loukkaantuneet vakavasti vamman tai sairauden vuoksi. Biolääketieteen insinöörit työskentelevät käsi kädessä lääkäreiden kanssa rakentaakseen näitä keinotekoisia ruumiinosia.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Shirinsky, Vladimir Pavlovich. Nanotermien sanakirja: Biotekniikka . Merriam-Webster Online Dictionary, 2009. Haettu 3. huhtikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 4. syyskuuta 2012.
  2. ↑ Teknillisen biologian ongelmakokoelma . - Moskova: Tutkimusyhteisö, 2016. - 54 s. - doi : 10.2139/ssrn.2898429 .
  3. ↑ John Denis Enderle; Joseph D. Bronzino. Johdatus biolääketieteen tekniikkaan  . - Academic Press , 2012. - S. 16 -. — ISBN 978-0-12-374979-6 .  (Englanti)
  4. ↑ Kantasoluista luotu leukaluu , BBC News  (10. lokakuuta 2009). Arkistoitu alkuperäisestä 11. lokakuuta 2009. Haettu 11. lokakuuta 2009.
  5. ↑ Lääkärit kasvattavat elimiä potilaiden omista soluista , CNN  (3. huhtikuuta 2006). Arkistoitu alkuperäisestä 25. toukokuuta 2017. Haettu 14. joulukuuta 2015.
  6. ↑ Tenchurin TH, Lyundup AV, Demchenko AG, Krasheninnikov ME, Balyasin MV, Klabukov ID, Shepelev AD, Mamagulašvili VG, Orekhov AS, Chvalun SN, Dyuzheva TG Biohajoavien kuitutelineiden modifiointi epidermaalisten solujen elektropintasolujen edistämiseksi proliferaatio  // Geenit ja solut. - 2017. - T. 12 , nro 4 . - S. 47-52 . doi : 10.23868 /201707029 . Arkistoitu alkuperäisestä 26. maaliskuuta 2022.
  7. ↑ "Nano": Syövän uusi vihollinen Hede S, Huilgol N - J Can Res Ther . cancerjournal.net . Käyttöpäivä: 14. joulukuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 22. joulukuuta 2015.
  8. ↑ [1] Arkistoitu 2. lokakuuta 2007 Wayback Machinessa
  9. ↑ Adam SG Curtis, Matthew Dalby & Nikolaj Gadegaard Curtis, Adam SG; Dalby, Matthew; Gadegaard, Nikolaj. Nanotopografiasta johtuva solusignalointi: vaikutukset nanolääketieteellisiin laitteisiin  //  Nanomedicine : Journal. - 2006. - Voi. 1 , ei. 1 . - s. 67-72 . — ISSN 1743-5889 . - doi : 10.2217/17435889.1.1.67 .

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
 Biotekniikka
Biotekniikan alat
Aiheeseen liittyvät artikkelit
Tiedemiehet
Popularisoijat