مهندسی ژنتیک
از مهندسی ژنتیک برای دستکاری مستفیم DNA و تغییر عملکرد آن ها استفاده میشود. این ممکن است به معنای تغییر جفت پایه های DNA ( CG-AT) باشد و یا حذف یک ناحیه از DNA و یا حتی معرفی نسخه اضافی از یک ژن باشد.
مهندسی ژنتیک را میتوان به طور کلی شامل تکنیک هایی دانست که باعث بروز یک صفت خاص در یک جاندار شده و یا منجر به تولید یک محصول به شیوه های غیر طبیعی میشود . اولین ارگانیسم ژنتیکی در سال 1973 ایجاد شد.
امروزه دانش و فن
مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی در عرصههای بسیار متنوع مانند کشاورزی، تغذیه و مواد غذایی، دامپروری، شاخههای مختلف علوم پزشکی و صنایع دارویی، صنایع تخمیری، صنایع نظامی، انرژی، محیط زیست و بهداشت بشر، استفادههای بسیار ارزشمندی پیدا کردهاست. اهمیت بعضی از اصول علمی، در زمان کشف آنها مشخص نمیشود، بلکه پس از مدت زمانی که میگذرد ارزش آنها معلوم میشود. یکی از مثالهای روشن این مسئله کشف ساختمان سه بعدی DNA به وسیلهٔ جیمز واتسون و فرانسیس کریک در سال ۱۹۵۳ بود. این ساختمان نسبتاً ساده باعث شد تا دانشمندان سیستمهای مختلف ژنتیکی را بررسی کنند. اما مطلب به همینجا، ختم نشد و دانشمندان مختلف سعی کردند که از این اطلاعات استفاده نمایند. هدف آنها نیز بیان سادهای داشت. آنها خواستند تا یک DNA را از یک موجود بگیرند و در موجود دیگر وارد نمایند تا اثرات آن ژن در موجود ثانویه بروز کند.
این علم نوین که به تدریج جای خود را در بین علوم دیگر پیدا کرد، با عناوینی چون زیستشناسی مولکولی، مهندسی ژنتیک و نهایتاً دی ان ای نوترکیب[۱] شناخته میشود. مثال معروفی از کاربردهای مهندسی ژنتیک تولید سویه ای از باکتری اشرشیاکلی[۲] است که قادر به سنتز انسولین انسانی است. تولید گیاهان مقاوم به تنشهای شوری و خشکی از دیگر مثالهای شناخته شدهٔ کاربردهای مهندسی ژنتیک است.
کاربرد بیوتکنولوژی در زمینهٔ علوم پزشکی و دارویی، موضوعات بسیار گستردهای مانند ابداع روشهای کاملاً جدید برای تشخیص مولکولی مکانیسمهای بیماریزایی و گشایش سرفصل جدیدی به نام پزشکی مولکولی»، امکان تشخیص پیش از تولد بیماریها و پس از آن»، ژندرمانی و کنار گذاشتن (نسبی) برخورد معلولی با بیمار و بیماری»، تولید داروها و واکسنهای نوترکیب و جدید»، ساخت کیتهای تشخیصی»، ایجاد میکروارگانیسمهای دستکاری شده برای کاربردهای خاص»، تولید پادتنهای تک دودمانی (منوکلونال)» و غیره را در بر میگیرد. امروزه برای تشخیصهای دقیق، پیشگیری، درمان اساسی بیماریها و در واقع سلامت و بهداشت جوامع ظاهراً راه دیگری جز پزشکی مولکولی بهنظر نمیرسد.
منبع:www.biomedical-eng.com
ربات داوینچی
سیستم جراحی داوینچی یک سیستم جراحی رباتیک است که برای تقویت عملکرد جراح و نیز اعمال آسیب کمتر به بیمار از آن استفاده میشود. سازمان جهانی دارو (FDA) اجازه استفاده از این سیستم جراحی را برای پزشکان آموزش دیده برای عمل های لاپاراسکوپی، جراحی قلب، ن و زایمان، سر و گردن و قفسه سینه را صادر کرده است. این دستگاه رباتیک دارای حساسیت مصنوعی است که می تواند برای انجام برنامه های مختلف، جا به جایی و موقعیت یابی، برای انجام طیف گسترده ای از کارهای جراحی برنامه ریزی شود.
سامانه
ربات داوینچی برای چه مواردی استفاده میشود:
ا سامانه جراحی داوینچی، جراحان از طریق تنها چند برش کوچک کار میکنند. این سامانه دارای ویژگیهایی از جمله دید سه بعدی با کیفیت بالا و ابزار کوچکی که به مراتب بیشتر از دست انسان خم میشوند و میچرخند، است. در نتیجه،
ربات داوینچی جراح را قادر میسازد تا با افزایش بینایی، دقت و کنترل کار کند. سامانه داوینچی نشان دهنده آخرین فناوریهای جراحی و رباتیک است. فناوری داوینچی حرکات دست جراح را به حرکات کوچکتر و دقیقتر ابزار کوچک در داخل بدن ترجمه میکند.
ویژگیهای کلیدی سامانه جراحی داوینچی:
سامانه داوینچی توسط فناوری رباتیک طراحی شده که اجازه میدهد حرکات دست جراح به حرکات کوچکتر و دقیقتر ابزار کوچک در داخل بدن بیمار ترجمه شود. یکی از این ابزارها یک لاپاروسکوپ، لولهای نازک با یک دوربین کوچک و سبک در انتهای آن، است. دوربین تصاویر را به یک نمایشگر ویدئویی در اتاق عمل برای هدایت پزشکان در حین عمل جراحی ارسال میکند. جراح در همه زمانها ۱۰۰٪ روی ابزار و سامانه جراحی کنترل دارد. سامانه جراحی داوینچی، توانسته عمل جراحی با کمترین تهاجم را برای بیش از ۳ میلیون نفر در سراسر جهان به ارمغان آورد. فناوری داوینچی تجربه عمل جراحی برای مردم در سراسر جهان را تغییر میدهد.
منبع
www.biomedical-eng.com
بیومتریال
علم مهندسی پزشکی عبارت است از کاربرد مهندسی در پزشکی از طریق مطالعهی اصول و عملکرد سیستمهای زنده و مدلسازی آن،به کار گرفتن اطلاعات و نتایج حاصل در جهت تشخیص و درمان بیماریها و همچنین جایگزین کردن اسکلت بندیهای صدمه دیده دربدن . علم بیومتریال (بیو مواد)، نیاز به درک مفاهیم بیولوژیکی،شیمی،پزشکی و فیزیک دارد. این علم بطور کلی برای بهبود و اصلاح گروهی از ناهنجاری های بدن بیماران راه اندازی شده است که با روش های مهندسی این رشته درمان می شود. در رشته مهندسی پزشکی گرایش
بیومتریال ، بطور معمول برروی تهیهی مواد گوناگون مصنوعی و طبیعی، طراحی روشهای ساخت و قالبگیری نهایی ماده و در نهایت اصلاح مواد برای کاربرد اختصاصی در پزشکی تحقیق صورت میگیرد. توسعهی انواع مدلهای وسایل پزشکی نیازمند انتخاب، ساخت و آزمایش مواد است .
بطور کلی موارد استفادهی بیومتریالها در جایگزینی و تعویض اعضاء و اندامهایی از بدن است که بر اثر بیماری یا آسیب، کاربری خود را از دست دادهاند تا از این طریق جراحت یا بیماری اعضاء مذکور التیام پذیرد، کاربری و عمل آنها اصلاح شود و ناهنجاری یا وضعیت غیر طبیعی آنها تصحیح گردد.
رشتهی بیومتریال با توجه به سابقهی طولانی مدت در جایگزینی بافتها توسط مواد طبیعی و یا مواد ساختهی دست بشر بطور چشمگیری در قرن بیستم پیشرفت کرده است. بطورکلی مواد مورد استفاده در بدن را به چهار گروه عمده دستهبندی میکنند که عبارتند از فات، سرامیکها، پلیمرها و کامپوزیتها. در بیومتریال زمینههای مختلف و رو به رشدی وجود دارد که از آن جمله میتوان به مهندسی بافت، سیستمهای رهایش کنترل شده دارو، اصلاح سطوح مواد، نانوتکنولوژی، بیوسنسورها و . . . اشاره کرد که هر یک در جایگاه خود خدمات منحصر بفردی در جهت بهبود زندگی انسان ارائه میدهند. لازم به ذکر است که مهندسی بافت، سیستمهای انتقال دارو و بیوسنسورها از جمله مواردی هستند که منحصر به رشتهی بیومتریال هستند. به عنوان مثال در زمینهی رهایش کنترل شدهی دارو امیدهای زیادی برای درمان یا تسکین بیماریهای خطرناک و صعب العلاجی مانند سرطان، فشار خون و دیابت فراهم گردیده است، یا در زمینه مهندسی بافت ترمیم اعصاب قطع شده و جایگزینی غضروف از جمله موارد مورد تحقیق است.
منبع:www.biomedical-eng.com
هدف گرایش بیو الکتریک رشته مهندسی پزشکی تربیت کردن افرادی است که بتوانند از پس تجهیز، نگهداری و طراحی دستگاههای پزشکی برآیند؛ یعنی مهندس الکترونیک با تجربه ای باشد که با زمینههای پزشکی هم آشنا باشد و بتواند دستگاههای پزشکی را طراحی کند و بسازد و یا بتواند دستگاه را از خارج سفارش دهد. رشته بیوالکتریک علم استفاده از اصول الکتریکی، مغناطیسی و الکترومغناطیسی در حوزه پزشکی است؛ و الگوبرداری از سیستم های بیولوژیکی در طراحی های نوین مهندسی را هم شامل می شود. پس مهندس بیوالکتریک هم به گرایش های مهندسی برق با دیدگاه علم خود نگاه میکند و هم از مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات کمک می گیرد. هدف تربیت دانشجویان در مقطع کارشناسی داشتن مهندسان الکترونیکی است که با گذراندن واحدهای درسی و آزمایشگاهی مثل فیزیولوژی، آناتومی و فیزیک پزشکی، به توانایی علمی در حوزه پزشکی رسیده اند.
یکی از وسیع ترین مبحث ها در فعالیت های گرایش بیوالکتریک پردازش علائم حیاتی است. سیگنال های حیاتی یک بخشی از پردازش سیگنال است که خیلی از گرایش های مهندسی خصوصا مهندسی مخابرات الکترونیک این مبحث را مطالعه می کنند. اما به خاطر اینکه سیگنال در کارهای پزشکی ویژگی های خاص خودش را دارد توجه کردن به یک سری نکات خاص در پردازش سیگنال های حیاتی اامی است و باعث به وجود آمدن این مبحث به صورت ویژه شده است. در همه موارد ثبت سیگنال داده که گرفته می شود نویز دارد که لازم است قبل از اینکه روی آن کار شود موارد مزاحم حذف شود به همین علت بهبود کیفیت سیگنال از قسمت های مهم در پردازش سیگنال است.
برخی از زمینههای تحقیق در حال حاضر در دانشگاههای ایران شامل این حوزههاست:
از آنجا که شناخت دروسی که در رشتهها مطالعه میشوند، کمک زیادی به افراد برای انتخاب درست زمینهی تحصیلی میکند، ما مطالب زیر را برای شما جمعآوری کردهایم برخی از دروسی که در دانشگاههای ایران به دانشجویان مقطع کارشناسی این گرایش تدریس میگردد:
اما پس از تکمیل تحصیلات، یک
مهندسی پزشکی گرایش بیوالکتریک، چه تواناییهایی دارد و چه کارهایی را میتواند بپذیرد؟ و اینکه چه شغلهایی میتوانید داشته باشید، تا حد زیادی وابسته به آموختههای شما در دانشگاه، و البته مهمتر از آن خارج از دانشگاه است!
فاکتورهای دیگری که در این موضوع تأثیرگذار هستند شامل دانشگاه محل تحصیل شما، سرمایۀ اولیۀ شما و کشوری که برای شاغل شدن انتخاب میکنید، هستند؛
برخی از مهندسان پزشکی برای تخصص در تکنیکهای مختلف مانند استفاده از ایمپالسهای الکتریکی به روشهای جدید برای حرکت مجدد عضلات در دانشکده پزشکی یا دندانپزشکی شرکت میکنند. برخی از آنها مدرک حقوقی کسب میکنند و به عنوان وکالت ثبت اختراع فعالیت میکنند. دیگران مدرک فوق لیسانس مدیریت کسب و کار (MBA) را دنبال می کنند و به سمت سمتهای مدیریتی حرکت میکنند.
منبع: www.biomedical-eng.com
مهندسی بیومکانیک، محدوده مهندسی مکانیک و سیستمهای زنده است. به بیان دیگر یک مهندس پزشکی گرایش بیوالکتریک، مهندس مکانیک است که حوزۀ کارش انسان و فعالیتهای زیستی اوست. بیومکانیک مطالعۀ ساختار و عملکرد جنبههای مکانیکی سیستمهای بیولوژیکی، از ارگانیسمهای کامل گرفته تا اندامها، سلولها و اندامکهای سلولی، با استفاده از روشهای مکانیکی است. این زیر رشته به حرکات بدن میپردازد. مهندسین متخصص بیومکانیک در طراحی و توسعه محصولاتی که به حرکت در بدن کمک میکنند توجه دارند. دریچههای مصنوعی قلب و مفصلهای قابل تعویض نمونههایی از محصولات پزشکی هستند که به ترتیب به جریان خون و عملکرد حرکات کمک میکنند. بیومکانیک در واقع مطالعه مکانیک (مانند مبحث ترمودینامیک) برای حل مشکلات بیولوژیکی یا پزشکی است. تحلیل حرکت انسان و مطالعه جنبش انسانی، از جنبههای بسیار مهم است. در نتیجه، لازم است محدودیتهای اعضای بدن و آناتومی و کنترل حرکتی را به طور کامل درک کرد.
افرادی که در گرایش بیومکانیک رشته مهندسی پزشکی مشغول به تحصیل هستند با استفاده از مفاهیم مکانیکی در زمینههای پزشکی کار خود را انجام میدهند. وقتتی بدانیم که جلوه های مختلف انسانی جنبه های مکانیکی قوی دارند میتوان به اهمیت این رشته پی برد. مثلا وقتی که دست یا پا و قلب مصنوعی ساخته میشود و باید متخصص این رشته در مورد نحوه عملکرد اندام ها اظهار نظر کند.
رشته مهندسی پزشکی رشته ی مهندسی پزشکی (Biomedical Engineering) گرایش های مختلفی دارد که در این مقاله در رابطه با گرایش بیومکانیک (Biomechanics) مطالبی را به شما خواهیم گفت. در اوایل دهه 70 میلادی، واژه بیو مکانیک” برای دانش مطالعه سیستم های حیاتی از دید مکانیکی انتخاب شد. این رشته از ابزار مکانیک برای مطالعات آناتومی و بررسی عملکرد اندام حیاتی استفاده می کند. این علم در زمینه تئوری تا کاربردهای عملی مطالعه می کند. علم مهندسی پزشکی در واقع بیانگر کاربرد مهندسی در پزشکی از طریق مطالعهی اصول و عملکرد سیستمهای زنده و مدلسازی آن،به کار گرفتن اطلاعات و نتایج حاصل در جهت تشخیص و درمان بیماریها و همچنین جایگزین کردن اسکلت بندیهای صدمه دیده در بدن است.
رشته بیومکانیک استفاده از مکانیک کلاسیک در زمین های علوم زیستی را مطالعه می کند. پیشرفت این علم باعث ساختن قلب مصنوعی، دریچههای قلب، مفاصل مصنوعی، ارتزها وپروتزها، ابزارهای کمکی تشخیصی و جراحی، درک بهتر از عملیات و کارکرد قلب، ریه، شریان ها، مویرگ ها، استخوانها، غضروفها، تاندوها و دیسک های بین مهرهای و پیوندهای سیستم اسکلتی - عضلانی بدن شدهاست.
این مطالعات بر دو بخش مهم اشاره دارد که یکی از آن ها استاتیک است که مطالعه اجسامی را شامل می شود که در اثر نیرویی که بر آن ها ااعمال می شود، در حالت س یا وضعیت تعادل باقی میمانند و دیگری دینامیک است که کارش مطالعه اجسام متحرک است. دینامیک را هم میتوان به زیر گروه های سینماتیک و سینتیک تقسیم بندی کرد. سینماتیک علم حرکت است و در مورد روابطی است که بین جابجایی ها، سرعت ها و شتاب ها در حرکت انتقالی و دورانی وجود دارند و به توصیف حرکت ناشی از آن ها می پردازد. سینتیک در مورد اجسام متحرک و نیروهایی است که موجب حرکت میشوند. کتابDe Muto Animalum نوشتۀ Borelli از اولین کتاب هایی است که در مورد این علم نوشته است. این نویسنده شاگرد گالیله بود و در کارهایش از نتایجی که گالیله در مطالعات خود به دست آورده بود برای رسیدن به اهدافش در زمینه مطالعه بیومکانیک استفاده نمود.
وقتی که انسان متولد می شود رشد و نمو به صورت های مختلفی در بخش های بدن او اتفاق میافتد. نیروهای مکانیکی هم می توانند بر رشد بدن تاثیر داشته باشند. نیروهایی که به صورت عمود بر بدن وارد می شوند به او اجازه میدهند که به یک روش نمونه رشد کنند مثلاً ساختار داخلی استخوان با تعداد دفعات بارگذاری روی استخوان کنترل می شود و اگر در زمان رشد سریع نیروهای غیر طبیعی به بدن وارد شود این الگوی طبیعی رشد را به هم میزند. با توجه به مواردی که گفته شد اگر مشخص کنیم که تغییر شکل ها چگونه ایجاد شود میتوانیم نیروهایی که باعث تغییر شکل می شوند را رفع کنیم و از نیروها استفاده بکنیم که این فرآیند را تصحیح می کنند.
منبع: http://www.biomedical-eng.com
مهندسی پزشکی یک میان رشته است که زیست و مهندسی را با هم ترکیب می کنند و از اصول مهندسی و مواد در پزشکی در بهداشت استفاده می کنند. مهندسی پزشکی یک رشته گسترده با زمینه های مختلف است و ماهیت کارهایی که می توانید انجام دهید بستگی به ویژگی های شخصیتی شما دارد. چند نمونه از زیرمجموعه های مهندسی پزشکی را برای شما معرفی می کنیم :
در
این وبسایت جدیدترین خبرها در مورد مهندسی پزشکی و انواع تجهیزات پزشکی مورد بررسی فرار میگیرند . بررسی جدیدترین اخبار حوزه سلامت و اخبار های علمی و جدیدترین مقالات تخصصی این حوزه مورد بررسی قرار میگیرند . کامل ترین اخبار مهندسی پزشکی و تجهیزات پزشکی، بررسی مقالات علمی، اختراعات و کشفیات جدید در مهندسی پزشکی، بحث پیرامون گرایش های مختلف مهندسی پزشکی، حدیدترین تکنولوژی های روز دنیا در حوزه سلامت، اکتشافات و اختراعات جدید و .
مهندسی پزشکی یکی از تازهترین رشتههایی است که قدم به عرصه دنیای تکنولوژی جهانی نهاده و این رشته بدین منظور شکل یافته تا پزشکان را در تشخیص و درمان یاری دهد. مهندسی پزشکی دقت و تنوع در تشخیص را گسترش دادهاست بهطوریکه تشخیص بدون دستگاهها امکانپذیر نیست. تاکنون دستگاههایی از جمله EEG ,ECG ,MRI ,CT-Scan کمک بسیار بزرگی به پزشکی نمودهاند و هم راستای وسایل تشخیصی وسایل و مومات درمانی گسترش یافته تا بیماران را به گونهای تحت درمان قرار گیرند که میتوان سمعک، ونتیلاتور، دیالیز (تراکافت)، فراصوت (اولتراسوند) و کاربردهای متعدد لیزر را نام برد. مهندس پزشکی در گامهای اولیه 1- بهرهبرداری، 2- تعمیر، 3- پشتیبانی و 4- نگهداری و 5- تنظیم و استانداردسازی دستگاهها را انجام میدهد و در مراحل بالاتر 6- توسعه، ارتقاء و بهبود دستگاههای پزشکی یا حتی میتواند به 7- طراحی و ساخت یک دستگاه اقدام کند. در این رشته به علت ابداعات و نوآوری وسیعی که صورت میگیرد شاخههای جدیدی از مهندسی پزشکی سازمان میگیرند که شرح مختصری از زیرشاخههای این رشته ذکر شدهاست.
نام این رشته به خوبی انتخاب شده و ترکیبی صحیح از دو گروه ریاضی و تجربی است. مهندسی و پزشکی همکاری مطلوب و شایستهای را در کمک به بیماران و پزشکان آغاز کردهاند و در این راه گامهای مؤثری برداشته شدهاست که هر روزه بسیاری از خبرهای آن را در رسانههایی شنیدهاید با توجه به گسترش روزافزون سیستمهای مهندسی در حیطه بهداشتی و پزشکی، تربیت و وجود نیروی انسانی متخصص و متبحر که آشنا به وسایل و تجهیزات پزشکی امری ضروریست.
گرایشها و جهتگیریهای کاری رشته مهندسی پزشکی، واقعاً وسیع است و زمینههای مختلفی از الکترونیک و پردازش سیگنال و مباحث نرمافزاری گرفته تا طراحی، ساخت، راهاندازی، نصب و تعمیر دستگاهها و قطعات پزشکی یا اندام مصنوعی، همچنین مواد به کار رفته در این وسایل را شامل میشود.
منبع:
www.biomedical-eng.com
درباره این سایت