Ingeniería Biomédica
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 9 de abril de 2015; las comprobaciones requieren 34 ediciones .La ingeniería biomédica es una de las áreas de la ciencia y la tecnología que estudia y desarrolla la aplicación de los principios y conceptos de la ingeniería en el campo de la medicina y la biología para crear órganos artificiales , para compensar la falta de funciones fisiológicas ( ingeniería biomédica ) para crear órganos genéticamente modificados . organismos , en la que se incluyen plantas cultivadas y animales de granja ( ingeniería genética ), así como el modelado molecular y la síntesis de compuestos químicos con propiedades predeterminadas ( ingeniería de proteínas , ingeniería enzimológica ) [1] . La ingeniería médica combina las habilidades de diseño y resolución de problemas de la ingeniería y las ciencias médicas y biológicas para avanzar en la atención de la salud, incluido el diagnóstico, el seguimiento y la terapia basados en los principios fundamentales de la biología molecular y celular [2] .
La ingeniería biomédica ha surgido recientemente como un campo de estudio por derecho propio, en comparación con muchos otros campos de la ingeniería. Tal avance generaliza nuevas transiciones desde esas especializaciones interdisciplinarias entre campos ya establecidos, actualmente considerados como un campo por derecho propio. Esta área de la ciencia y la tecnología está diseñada para cerrar la brecha entre la ciencia de la ingeniería (tecnología) y la medicina con el fin de mejorar la calidad de la atención médica , incluido el diagnóstico, seguimiento y tratamiento de enfermedades [3] . Además, en aspectos no médicos, la ingeniería biomédica está estrechamente entrelazada con la biotecnología .
Entre los desarrollos técnicos biomédicos más destacados se encuentran: el desarrollo de prótesis biocompatibles, diversos dispositivos médicos diagnósticos y terapéuticos. Desde equipos clínicos, microimplantes, dispositivos de imágenes como imágenes de resonancia magnética EEG , crecimiento de tejido regenerativo, productos farmacéuticos y productos biológicos terapéuticos.
Neuroingeniería
Neuroingeniería . La ingeniería del sistema nervioso (también conocida como neuroingeniería o neurocirugía) es una disciplina que utiliza técnicas de ingeniería para comprender, reparar, reemplazar o mejorar el funcionamiento del sistema nervioso. Los ingenieros neuroquirúrgicos deben tener una habilidad excepcional para resolver problemas de diseño en la interfaz entre la vida del tejido neural y las estructuras no vivas.
Ingeniería farmacéutica
La industria farmacéutica es una ciencia interdisciplinaria que incluye la ingeniería de fármacos, la administración de fármacos, la tecnología farmacéutica, la ingeniería química y el análisis farmacéutico. Puede confundirse con una parte de la farmacia debido a su énfasis en el uso de tecnología en aditivos químicos y medicamentos para brindar un mejor tratamiento médico. La Sociedad Internacional de Farmacia Técnica es una unión internacional que confirma en este momento una ciencia interdisciplinaria en rápido desarrollo.
Tecnología de trasplante de tejidos y órganos
La ingeniería de tejidos , al igual que la ingeniería genética, es uno de los principales segmentos de la biotecnología, que está significativamente entrelazada con el IMC.
Uno de los objetivos de la ingeniería de tejidos es crear órganos artificiales (utilizando materiales biológicos) para pacientes que necesitan trasplantes de órganos. Los tecnólogos e ingenieros biomédicos están actualmente investigando métodos para crear tales órganos. Los investigadores han replicado huesos duros [4] y tráqueas de células madre humanas para lograr estos objetivos. Varias vejigas artificiales que se fabricaron en laboratorios se han trasplantado con éxito a pacientes. [5] También se están desarrollando órganos diseñados biológicamente que utilizan componentes biológicos tanto sintéticos como naturales modificados con moléculas biológicas [6] . Como dispositivos hepáticos que utilizan células hepáticas dentro de estructuras de biorreactores artificiales.
Ingeniería genética
La ingeniería genética es un conjunto de técnicas, métodos y tecnologías para la obtención de ARN y ADN recombinantes, aislando genes de un organismo (células), manipulando genes, modificando , pegando genes e introduciéndolos en otros organismos.
A diferencia de la reproducción tradicional, un método indirecto de manipulación genética, la ingeniería genética utiliza herramientas modernas como la clonación y la transformación molecular para cambiar directamente la estructura y las características de los genes objetivo. La ingeniería genética ha tenido éxito en numerosas ramas de la bioingeniería. Algunos ejemplos serían la mejora de las tecnologías de producción de cultivos (no aplicaciones médicas, sino sistemas de ingeniería biológica), la producción de insulina sintética para humanos mediante el uso de bacterias modificadas, la producción de nuevos tipos de ratones experimentales para futuras investigaciones.
Equipo médico
La tecnología médica es una categoría extremadamente amplia, que abarca esencialmente todos los productos para el cuidado de la salud que logran los resultados deseados cuando se combinan con productos químicos medicinales (p. ej., productos farmacéuticos) o productos biológicos (p. ej., vacunas). Los dispositivos médicos se utilizan para diagnosticar , prevenir o tratar diversas enfermedades.
Una lista de algunos dispositivos y dispositivos médicos: marcapasos, desfibriladores , bombas de infusión, ventiladores , órganos artificiales, implantes , prótesis , lentes correctivos, prótesis oculares, implantes faciales y dentales.
Sin dispositivos médicos especiales, sería difícil lograr el efecto de las drogas en el cuerpo humano, así como la introducción de productos químicos medicinales en el cuerpo. Mientras que las drogas con la ayuda de dispositivos médicos actúan de manera mucho más efectiva en un organismo vivo a través de varios efectos físicos, mecánicos o térmicos.
La estereolitografía es un ejemplo práctico de modelado médico y se utiliza para crear objetos físicos. Para simular órganos y el cuerpo humano, las técnicas de ingeniería emergentes también se están utilizando actualmente en la investigación y el desarrollo de nuevos dispositivos para terapias innovadoras, [7] tratamiento [8] monitorización de pacientes, [9] monitorización de enfermedades complejas complejas.
Los dispositivos médicos están regulados y clasificados (en los EE. UU.) de la siguiente manera:
Clase I: los dispositivos presentan un daño mínimo para el paciente y tienen un diseño más simple que los dispositivos de Clase II o Clase III. Los dispositivos en esta categoría incluyen: vendas elásticas, guantes de examen y dispositivos para otorrinolaringología , instrumentos quirúrgicos manuales y otros dispositivos similares para uso general
Los dispositivos de Clase II aplican controles específicos además de los dispositivos de Clase I. Los controles especiales pueden incluir requisitos de etiquetado especiales, estándares de desempeño obligatorios y vigilancia. Los dispositivos de esta clase suelen incluir máquinas de rayos X, fuentes de alimentación para sillas de ruedas, bombas de infusión y paños quirúrgicos.
Los dispositivos de Clase III generalmente requieren aprobación de importación y exportación o aviso previo a la comercialización, una revisión científica para garantizar que el dispositivo sea seguro y efectivo, además de los controles genéricos de Clase I. Los ejemplos de la clase incluyen válvulas cardíacas, reemplazos de cadera y rodilla, implantes de varios tipos, gel de silicona para implantes mamarios, estimuladores cerebelosos implantados, generadores de pulso implantables e implantes intraóseos (dentro del hueso).
Imágenes médicas
La visualización de imágenes es una parte importante de los dispositivos médicos. Esta área se ocupa de los médicos, permitiéndoles mirar directa o indirectamente cosas que normalmente son invisibles (por su tamaño o ubicación). Esto puede incluir el uso de ultrasonido , magnetismo, UV , radiación de radio y otros medios.
La resonancia magnética es un ejemplo de la aplicación de imágenes de diagnóstico en ingeniería biomédica.
La tecnología de imágenes es muy a menudo un diagnóstico médico necesario. Por lo general, la técnica más sofisticada se encuentra en el hospital e incluye: fluoroscopia, imágenes por resonancia magnética (MRI), tomografía por emisión de positrones (PET), proyección de rayos X como rayos X y tomografía computarizada , máquinas de ultrasonido, microscopía óptica , microscopía electrónica .
Implantes
Un implante es una especie de dispositivo médico que reemplaza y actúa como una estructura biológica faltante. La superficie de los implantes que está en contacto con el cuerpo puede estar hecha de material biomédico como titanio, silicona, dependiendo de su función. En algunos casos, los implantes contienen dispositivos eléctricos como un marcapasos. Algunos implantes son bioactivos, como los dispositivos subcutáneos que administran medicamentos, en forma de tabletas implantables.
Biónica
El reemplazo de órganos artificiales es una de las cosas que puede hacer la biónica . De hecho, la biónica es una ciencia aplicada sobre la aplicación en dispositivos y sistemas técnicos de los principios de organización, propiedades, funciones y estructuras de la naturaleza viva, es decir, las formas de los seres vivos en la naturaleza y sus contrapartes industriales. En pocas palabras, es una combinación de biología y tecnología.
La biónica se puede aplicar para resolver algunos problemas técnicos. La ingeniería biomédica es la base necesaria para reemplazar varias partes del cuerpo humano. Hay muchos pacientes en los hospitales que están gravemente dañados debido a una lesión o enfermedad. Los ingenieros biomédicos trabajan mano a mano con los médicos para construir estas partes artificiales del cuerpo.
Véase también
- tecnología biomédica
- implante
- organos artificiales
- Ingeniería genética
- Organismo genéticamente modificado
Notas
- ↑ Shirinsky, Vladimir Pavlovich. Diccionario de Nanotérminos: Bioingeniería . Merriam-Webster Online Dictionary, 2009. Consultado el 3 de abril de 2015. Archivado desde el original el 4 de septiembre de 2012.
- ↑ Colección de problemas de biología de la ingeniería . - Moscú: Comunidad de investigación, 2016. - 54 p. -doi : 10.2139 / ssrn.2898429 .
- ↑ John Denis Enderle; José D. Bronzino. Introducción a la Ingeniería Biomédica . - Prensa Académica , 2012. - Pág. 16 -. — ISBN 978-0-12-374979-6 . (Inglés)
- ↑ Mandíbula creada a partir de células madre , BBC News (10 de octubre de 2009). Archivado desde el original el 11 de octubre de 2009. Consultado el 11 de octubre de 2009.
- ↑ Los médicos cultivan órganos a partir de las propias células de los pacientes , CNN (3 de abril de 2006). Archivado desde el original el 25 de mayo de 2017. Consultado el 14 de diciembre de 2015.
- ↑ Tenchurin TH, Lyundup AV, Demchenko AG, Krasheninnikov ME, Balyasin MV, Klabukov ID, Shepelev AD, Mamagulashvili VG, Orekhov AS, Chvalun SN, Dyuzheva TG Modificación de andamios fibrosos biodegradables con factor de crecimiento epidérmico mediante electrohilado en emulsión para la promoción de células epiteliales proliferación // Genes y Células. - 2017. - T. 12 , N º 4 . - S. 47-52 . doi : 10.23868 /201707029 . Archivado desde el original el 26 de marzo de 2022.
- ↑ "Nano": La nueva némesis del cáncer Hede S, Huilgol N - J Can Res Ther . cancerjournal.net . Fecha de acceso: 14 de diciembre de 2015. Archivado desde el original el 22 de diciembre de 2015.
- ↑ [1] Archivado el 2 de octubre de 2007 en Wayback Machine .
- ↑ Adam SG Curtis, Matthew Dalby y Nikolaj Gadegaard Curtis, Adam SG; Dalby, Mateo; Gadegaard, Nikolaj. Señalización celular que surge de la nanotopografía: implicaciones para los dispositivos nanomédicos // Nanomedicina: revista. - 2006. - vol. 1 , no. 1 . - Pág. 67-72 . — ISSN 1743-5889 . -doi : 10.2217 / 17435889.1.1.67 .
Literatura
- Bronzino, Joseph D. Manual de ingeniería biomédica, tercera edición . - [Prensa CRC], 2006. - ISBN 978-0-8493-2124-5 . Archivado el 24 de febrero de 2015 en Wayback Machine .
- Villafañe, Carlos, CBET. Biomed: desde la perspectiva del estudiante, primera edición . - [Techniciansfriend.com], 2009. - ISBN 978-1-61539-663-4 . (Inglés)
- Colección de problemas en biología de la ingeniería // SSRN, 2016. - 54 p. doi: 10.2139/ssrn.2898429
Enlaces
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