Биомедицина инженерияһы

Биомедицина инженерияһы
	Биомедицина инженерияһы
	Биомедицина инженерияһы Викимилектә

Пример симбиоза технических и медицинских наук: ультразвуковое исследование мочевого пузыря (чёрная тень в виде бабочки на экране — мочевой пузырь)

Биомедици́на инженери́яһы (биоинженери́я, ингл. bioengineering) —фән һәм техниканың бер йүнәлеше. медицина һәм биологияла инженер принциптарын һәм концепцияларын яһалма органдар эшләү, физиологик функциялар етешһеҙлектәрен компенсациялауҙы (биомедицина инженерияһы) , үҙгәртелгән - генетик модификацияланған организмдарҙы , шул иҫәптән культуралы үҫемлектәрҙе һәм ауыл хужалығы хайуандарын (ген инженерияһы), сифаты алдан билдәләнгән химик берләшмәләрҙе молекула кимәлендә моделләштереү һәм синтезлауҙы (аҡһым инженерияһы, инженер энзимологияһы) өйрәнә һәм үҫтерә ^[1]. Медицина өлкәһендә инженерия проектлау һәм техника, шулай уҡ һаулыҡ һаҡлауҙа медицина һәм биология фәндәре мәсьәләләрен сисеү, молекуляр һәм күҙәнәк биологияһының фундаменталь нигеҙҙәренә диагностика, мониторинг һәм терапияны беләштерә ^[2].

Башҡа инженерлыҡ өлкәләре менән сағыштырғанда биомедицина инженерияһы үҙаллы тикшеренеү өлкәһе булаҡ яңыраҡ ҡына килеп сыҡты. Фән менән техниканың был йүнәлеше медицина ярҙамы күрһәтеүҙең сифатын яҡшыртыу маҡсатында инженерлыҡ фәне (техника) менән медицина араһын яҡынайтыу , шулай уҡ сирҙәр менән бәйле эштәр: диагностика , мониторинг һәм дауалау менән шөғөлләнә^[3]. Медицинаға ҡағылмаған өлкәләрәҙә биомедицина инженерияһы биотехнология менән бергә үҫешә.

Биомедицинала иң күренекле техник ҡаҙаныштар : биологик яҡтан бер –береһе менән ҡушыла алырлыҡ протездар, төрлө диагностик һәм дауалау медицина ҡорамалдары. Улар иҫәбенә клиник ҡоролмалар, микро-имплантаттар, визуализация аппараттары (магнит-резонанслы томография, ЭЭГ), регенератив туҡыма үҫтереү, фармацевтик препараттар һәм терапевтик биопрепараттар.

Нейроинженерия

Нейроинженерия. Нервы системаһы өлкәһендә техника йүнәлеше (нейроинженерия, нейрохирургия булараҡ билдәле) - тикшереп, аңлау, яңынан тергеҙеү, алмаштыу йәки нервы системаһы эшен көсәйтеү өсөн техник ысулдар ҡулланған фән.

Нейрохирургия өлкәһендә эшләүсе инженерҙар нервы туҡымаһы йәшәүе сиге менән менән йәнһеҙ конструкциялар араһындағы сиктә проектлау мәсьәләләрен сисеү өсөн бик юғары квалификациялы белгес булырға тейеш.

Фармацевтика инженерияһы

Фармацевтика сәнәғәте - бер нисә фән араһындағы фән, уға дарыуҙар менән эшләүсе, яңы препараттарҙы таратыусы техника, фармацевтика технологиялары, химия машиналары төҙөү һәм фармацевтик анализ оперциялары блогы инә. Медикаменттар менән дауалауҙы яҡшыртыу өсөн химик өҫтәмәләр һәм дарыуҙар технологияһын ҡулланыуға бәйле уны фармацияның бер өлөшө тип ҡараға була. Техник фармация халыҡ-ара йәмғиәте -халыҡ-ара берләшмә , уны тиҙ үҫеүсе бер нисә фән араһындағы фән тип ҡарай.

Туҡымаларҙы һәм органдарҙы күсереп ултыртыу технологияһы

Гендар инженерияһы туҡымалар инженерияһы кеүек үк биотехнологияның төп өлөшө, ул биомедицина инженерияһы менән тығыҙ бәйләнгән. Туҡыма инженерияһы маҡсаттарының береһе – органдар күсереп ултыртыу хәжәте булған пациенттар өсөн биологик материалдар ҡулланып яһалма органдар булдырыу. Биомедицина технологтары һәм инженерҙары әлеге ваҡытта шундай органдар булдырыу ысулдарын өйрәнә. Тикшереүселәр кешенең көпшә күҙәнәктәренән (стволовые клетки) ҡаты һөйәктәр һәм трахеялар үсетә ^[4] . Бер нисә лабораторияла эшләнгән һейҙек ҡыуығы пациенттарға күсереп ултыртылған .^[5] Синтетик һәм биологик молекулалар ярҙамында модификацияланған тәбиғи биологик компоненттар ҡулланып, биологик ысул менән эшләнгән органдарҙы әле эшләү процесы бара ^[6]. Мәҫәлән, бауыр өсөн биореакторҙарҙың яһалма конструкциялары эсендә бауыр күҙәнәктәрен ҡулланыусы яйланмалар эшләү.

Ген инженерияһы

Ген инженерияһы— организмдан (күҙәнәктән) рекомбинант (гибридланған) РНК (Рибонуклеиновая кислота) һәм ДНК, ( Дезоксирибонуклеиновая кислота) алыу, гендар менән төрлө манипуляциялар эшләү (төрлө эштәр эшләп ҡарау), модификациялау (үҙгәртеү), гендарҙы бергә йәбештереү һәм башҡа организмдарға индереү алымдары, ысулдары һәм технологиялары барыһы бергә .

Ғәҙәттәге селекциянан айырмалы туранан-тура булмаған генетик манипуляция, ген инженерияһы турана-тура сәп-гендарҙың төҙөлөшөн һәм сифаттарын молекуляр клонлаштырыу һәм трансформациялау (үҙгәртеү) кеүек заманса инструменттар ҡуллана. Ген инженерияһы биоинженерияның төрлө тармаҡтарында уңышлы ҡулланыла. Бының миҫалдары булып үҫемлектәр технологияһын яҡшыртыу ( медицинала түгел, ә биологик инженер системаларында ҡулланыу өсөн), модификацияланған (үҙгәртелгән генлы) бактерияларҙы ҡулланып, кеше өсөн тәғәйенләнгән синтетик инсулин эшләү, артабанғы тәжрибәләр өсөн сысҡандар үрсетеү тора.

Медицина ҡорамалдары

Медицина техникаһы –был бик ҙур категория, ул һаулыҡ һаҡлауҙың химик дарыу матдәләре менән бергә ҡулланылып, алға ҡуйылған маҡсаттарға ирешергә мөмкинлек биргән бөтә төр продукттарҙы, мәҫәлән, фармацевтика препараттарын йәки биологик препараттарҙы (мәҫәлән, вакциналар) үҙ эсенә ала. Медицина яйланмалары төрлө сирҙәрҙе диагностикалау, профилактика һәм дауалау процесында ҡулланыла.

Ҡайһы бер медицина приборҙары һәм яйланмалары: кардиостимуляторҙар, дефибрилляторҙар, инфузион насостар (оҙаҡ ваҡыт дарыуҙы билдәле бер дозала вена аша биреп тороу өсөн) , ИВЛ (үпкәне яһалма елләтеү өсөн), яһалма органдар, имплантаттар, протездар, коррекциялаусы линзалар, күҙ протездары, бит һәм теш имплантаттары, кохлеар имплантаттары (тулыһынса һаңғырауҙар өсөн).

Махсус медицина приборҙары булмаһа, кеше организмына кәрәкле йоғонто яһау, организмға химик дарыу матдәләрен индереү ауыр булыр ине . Медицина яйланмалары ҡулланғанда дарыуҙар төрлө физик, механик һәм йылытыу тәьҫире ярҙамында организмға тиҙерәк һәм күберәк файҙа килтерә.

Лазерлы стереолитография- медицинала моделдәр яһауҙың практик өлгөһө , физик объекттарҙы булдырыу өсөн ҡулланыла. Кеше органдары һәм организмы моделдәрен яһау өсөн, яңынан-яңы инженер методтары инновацион терапия, ҡатлаулы комплекслы сирҙәрҙе даими күҙәтеү (мониторинг) өсөн яңы яйланмаларҙы тикшереү һәм ^[7] эшләү ^[8]ҡулланыла ^[9].

АҠШ-та медицина приборҙары түбәндәгесә тәртиптә классификацияланған:

I класс - II һәм III класс яйланмаларға ҡарағанда конструкциялары ябайыраҡ, пациентҡа зыяны юҡ тиерлек. Был класҡа эластик бинттар, ҡарау өсөн бирсәткәләр һәм оториноларингология приборҙары, хирургияла ҡул инструменттары һәм башҡа шундай дөйөм ҡулланыу приборҙары.

II класс- I класс яйланмаларына өҫтәлмә махсус идара итеү элементтары. Махсус идара итеү элементтары махсус тамғалар ҡуйыуға (маркировка), етештереүсәнлек стандарттарына махсус талаптарҙы һәм күҙәтеүҙе үҙ эсенә ала. Был класс аппараттары : рентген аппараттары, инвалид коляскаларына кәрәкле энергия, инфузион насостар (вена аша билдәле доза дарыуҙы даими биреп торосуы) һәм хирургик япмалар (бер тапҡыр ҡулланыла торған, стерилләнгән һ.б.).

III класс- яйламаның хәүефһеҙлеген һәм эффектлылығын гарантиялау өсөн импорт һәм экспортты раҫлау йәки биржа алдынан белдереү ҡағыҙын, фәнни баһалама алыу талап ителә. Улар I класта идара итеү дөйөм элементтарына өҫтәлмә. Мәҫәлән, йөрәк клапандары, бот һәм тубыҡ быуындарын алмаштырыу, төрлө типтағы имплантаттар (импланттар), түш имплантаттары өсөн силикон гель, кесе мейе (мозжечок) өсөн имплантлаған стимуляторҙар, имплантлана торған импульс генераторҙары һәм һөйәк эсенә ҡуйыла торған имплантаттар .

Медицина визуализацияһы

Күренештәрҙе визуализациялау (тәндең эске структураһы күренешен булдырыу) – медицина яйланмаларының бер өлөшө. Был өлкәлә табибтар эшләй, уларға ғәҙәти хәлдә был әйберҙәрҙе күрә алмаған осраҡта туранан-тура, йәки туранан-тура булмаған юл менән ҡарау мөмкинлеген бирә (ҙурлығы йәки булған урынына бәйле).

Быға ультразвук, магнетизм, ультрафиолет нурланыш, радио нурланыш һәм башҡа саралар инә. МРТ (магнитлы резонанс томмографияһы) биомедицина инженерияһында диагностик визуализацияны ҡулланыуҙың бер миҫалы.

Медицина диагностикаһы өсөн визуализация ҡулланыу технологияһы бик кәрәк. Ғәҙәттә иң ҡатмарлы техника дауаханаларҙа тора: рентгеноскопия, магнитлы резонанс томографияһы (МРТ), позитрон-эмиссион томография (ПЭТ), рентген нурланышы проекцияһы ( рентген-нурҙары һәм компьютер томографияһы, ультратауыш аппараттары, оптик микроскопия, электрон микроскопия һәм башҡалар).

Имплантаттар

Имплантат(имплант)- етешмәгән биологик структураны алмаштырған һәм уның функцияһын үтәгән медицина яйланмаһы. Тән менән бәйләнештә булған имплантат, нимәгә ҡуйылыуына ҡарап, өҫтө титан, силикон кеүек биомедицина материалдарынан эшләнә. Ҡайһы бер осраҡта импланттарҙа электр яйланмалары, мәҫәлән, электрокардиостимулятор, була. Ҡайһы бер импланттар- биоактив, мәҫәлән, тире аҫтына ҡуйылған таблетка рәүешендәге дарыуҙарҙы организмға биреп торған яйланмалар.

Һүтеп алына торған имплантат туранан-тура имплантаттан һәм абатмент тип аталған өҫтәмә ҡоролманан (супраструктуранан) тора.^[10]

Бионика

Органдарҙы яһалмаға алмаштырыу менән бионика шөғөлләнә. Бионика- техник яйланмаларҙа һәм системаларҙа йәнле тәбиғәттең ойоштороу принциптарын, сифаттарын, функцияларын һәм төҙөлөшөн ҡулланыу тураһында ғәмәли фән, йәғни йәнле тәбиғәәт формалары һәм уларҙың сәнәғәт өлгөләре. Ябай тел менән әйткәндә, биология менән техниканы ҡушыу фәне.

Бионика ҡайһы бер техник мәсьәләләрҙе сисеү өсөн ҡулланыла ала. Биомедицина инженерияһы- кеше тәненең төрлө өлөштәрен алмаштырыу өсөн нигеҙ. Дауаханаларҙа сир, йәки йәрәхәтләнеү арҡаһында төрлө ағзалары зыян күргән пациенттар бар. Биомедицина инженерҙары табибтар менән бергә улар өсөн яһалма тән өлөштәре булдырыу өҫтәндә эшләйҙәр.

Был ҡыҙыҡлы

Пьезохирургик аппарат– төрлө функциялар башҡара торған юғары технологиялы аппарат, ул һөйәк туҡымаһында операциялар эшләгәндә ультратауыш энергияһын ҡуллана. Ультратауыш тирбәлеүҙәре «ультратауыш бысағы» тауышын ҡабатлай, лайлалы ҡатлам, ҡан тамырҙарына зыян итмәй генә һөйәкте яра ала һәм башҡа эштәр башҡара.Мәҫәлән, стоматология кабинеттарында теште ауырттырмай ғына алыу өсөн ҡулланыла.

Медицина техникаһы буйынса инженер һөнәренә Өфө дәүләт авиация техник университеты әҙерләй.

Ҡарағыҙ

Иҫкәрмәләр

↑ Ширинский, Владимир Павлович. Словарь нанотерминов: Биоинженерия (билдәһеҙ). Merriam-Webster Online Dictionary, 2009.. Дата обращения: 3 апрель 2015. Архивировано 4 сентябрь 2012 года. 2011 йыл 23 декабрь архивланған.
↑ Сборник задач по инженерной биологии. — Москва: Исследовательское сообщество, 2016. — 54 с. — DOI:10.2139/ssrn.2898429.
↑ Introduction to Biomedical Engineering. — Academic Press, 2012. — P. 16–. — ISBN 978-0-12-374979-6. (инг.)
↑ Jaw bone created from stem cells, BBC News (10 октябрь 2009). 11 октябрь 2009 тикшерелгән.
↑ Doctors grow organs from patients' own cells, CNN (3 апрель 2006).
↑ Tenchurin T.H., Lyundup A.V., Demchenko A.G., Krasheninnikov M.E., Balyasin M.V., Klabukov I.D., Shepelev A.D., Mamagulashvili V.G., Orehov A.S., Chvalun S.N., Dyuzheva T.G. Modification of biodegradable fibrous scaffolds with Epidermal Growth Factor by emulsion electrospinning for promotion of epithelial cells proliferation (рус.) // Genes and Cells. — 2017. — Т. 12. — № 4. — С. 47—52. — DOI:10.23868/201707029
↑ "Nano": The new nemesis of cancer Hede S, Huilgol N - J Can Res Ther (билдәһеҙ). cancerjournal.net.
↑ [1] 2007 йыл 2 октябрь архивланған.
↑ Adam SG Curtis, Matthew Dalby & Nikolaj GadegaardCurtis, Adam SG; Dalby, Matthew; Gadegaard, Nikolaj Cell signaling arising from nanotopography: implications for nanomedical devices (инг.) // Nanomedicine : journal. — 2006. — Т. 1. — № 1. — С. 67—72. — ISSN 1743-5889. — DOI:10.2217/17435889.1.1.67
↑ Импланттар конструкцияһы.

Әҙәбиәт

Bronzino, Joseph D. The Biomedical Engineering Handbook, Third Edition. — [CRC Press]. — ISBN 978-0-8493-2124-5. 2015 йыл 24 февраль архивланған. (инг.)
Villafane, Carlos, CBET. Biomed: From the Student's Perspective, First Edition. — [Techniciansfriend.com]. — ISBN 978-1-61539-663-4. (инг.)
Сборник задач по инженерной биологии // SSRN, 2016. — 54 c. doi: 10.2139/ssrn.2898429

Һылтанмалар

Bioengineering Society

Ҡалып:Биоинженерия

[словарь-1] Ширинский, Владимир Павлович. Словарь нанотерминов: Биоинженерия (билдәһеҙ). Merriam-Webster Online Dictionary, 2009.. Дата обращения: 3 апрель 2015. Архивировано 4 сентябрь 2012 года. 2011 йыл 23 декабрь архивланған.

[2] Сборник задач по инженерной биологии. — Москва: Исследовательское сообщество, 2016. — 54 с. — DOI:10.2139/ssrn.2898429.

[EnderleBronzino2012-3] Introduction to Biomedical Engineering. — Academic Press, 2012. — P. 16–. — ISBN 978-0-12-374979-6. (инг.)

[4] Jaw bone created from stem cells, BBC News (10 октябрь 2009). 11 октябрь 2009 тикшерелгән.

[cnngrow-5] Doctors grow organs from patients' own cells, CNN (3 апрель 2006).

[6] Tenchurin T.H., Lyundup A.V., Demchenko A.G., Krasheninnikov M.E., Balyasin M.V., Klabukov I.D., Shepelev A.D., Mamagulashvili V.G., Orehov A.S., Chvalun S.N., Dyuzheva T.G. Modification of biodegradable fibrous scaffolds with Epidermal Growth Factor by emulsion electrospinning for promotion of epithelial cells proliferation (рус.) // Genes and Cells. — 2017. — Т. 12. — № 4. — С. 47—52. — DOI:10.23868/201707029

[7] "Nano": The new nemesis of cancer Hede S, Huilgol N - J Can Res Ther (билдәһеҙ). cancerjournal.net.

[8] [1] 2007 йыл 2 октябрь архивланған.

[CurtisDalby2006-9] Adam SG Curtis, Matthew Dalby & Nikolaj GadegaardCurtis, Adam SG; Dalby, Matthew; Gadegaard, Nikolaj Cell signaling arising from nanotopography: implications for nanomedical devices (инг.) // Nanomedicine : journal. — 2006. — Т. 1. — № 1. — С. 67—72. — ISSN 1743-5889. — DOI:10.2217/17435889.1.1.67

[10] Импланттар конструкцияһы.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]