Біомедична інженерія: відмінності між версіями

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Інтерактивний перегляд історії
[неперевірена версія][неперевірена версія]
← Попереднє редагуванняНаступне редагування →
Вилучено вміст Додано вміст
ВізуальнийВікірозмітка
Додано зображення з пошуку за ключовими словами
+Історія +Біомеханіка
Мітки: Візуальний редактор Посилання на сторінки неоднозначності
Рядок 1: Рядок 1:
[[Файл:Genome and Biomedical Sciences Facility (5950913261).jpg|альт=Центр геному та біомедичних наук (Університет Каліфорнії у Девісі, Коледж Інженерії)|міні|Центр геному та біомедичних наук ([[Університет Каліфорнії у Девісі]], Коледж Інженерії)]]
[[Файл:Genome and Biomedical Sciences Facility (5950913261).jpg|альт=Центр геному та біомедичних наук (Університет Каліфорнії у Девісі, Коледж Інженерії)|міні|Центр геному та біомедичних наук ([[Університет Каліфорнії у Девісі]], Коледж Інженерії)]]
'''Біомедична інженерія''' ({{lang-en|biomedical engineering}}) — галузь [[Наука|науки]] і [[Техніка|техніки]], яка поєднує інженерно-технічні та медико-біологічні знання, засоби і методи для створення, вдосконалення і дослідження природних і штучних біологічних об'єктів, техніки, матеріалів і виробів медичного призначення, технологій і технічних систем діагностики, [[лікування]], [[Медична реабілітація|реабілітації]] і [[Профілактична медицина|профілактики]] [[Хвороба|захворювань]] людини, а також [[програмне забезпечення|програмного забезпечення]] та [[інформаційні технології|інформаційних технологій]] для вирішення прикладних і фундаментальних [[Проблема|проблем]] [[Біологія|біології]] і [[Медицина|медицини]].
'''Біомедична інженерія''' ({{lang-en|biomedical engineering}})&nbsp;— галузь [[Наука|науки]] і [[Техніка|техніки]], яка поєднує інженерно-технічні та медико-біологічні знання, засоби і методи для створення, вдосконалення і дослідження природних і штучних біологічних об'єктів та [[Біологічна система|систем]], техніки, матеріалів і виробів медичного призначення, технологій і технічних систем [[Діагностика (медицина)|діагностики]], [[лікування]], [[Медична реабілітація|реабілітації]] і [[Профілактична медицина|профілактики]] [[Хвороба|захворювань]] людини, а також [[програмне забезпечення|програмного забезпечення]] та [[інформаційні технології|інформаційних технологій]] для вирішення прикладних і фундаментальних [[Проблема|проблем]] [[Біологія|біології]] і [[Медицина|медицини]].<ref name=":0">{{Cite web|title=Applied System on Biomedical Engineering, Healthcare and Sustainability|url=https://www.mdpi.com/topics/ECBIOS_2022|website=www.mdpi.com|accessdate=2023-06-26|language=en}}</ref>

== Історія ==
Історія біомедичної інженерії сягає стародавніх цивілізацій. [[Стародавній Єгипет|Єгиптяни]] відомі своїми знаннями про медицину та людське тіло, використовували [[Шина (медицина)|шини]] та [[Бинт|бинти]] для лікування травм, а [[Медицина Стародавньої Греції|хірургічний інстрементарій стародавніх греків]] містив багато інструмнетів ще до часів [[Гіппократ|Гіппократа]]. Однак біомедична інженерія як визначена галузь виникла в кінці [[19 століття|19-го]] та на початку [[20-го століття|20-го століть]], коли інженерні принципи почали систематично застосовуватися до медичних та біологічних проблем. Наприклад, розробка [[Стетоскоп|стетоскопа]] [[Рене Лаеннек|Рене Лаеннеком]] у [[1816]] році стала одним з перших поєднань інженерних та медичних наук в новітній науці.<ref>{{Cite news|title=A brief history of medical diagnosis and the birth of the clinical laboratory. Part 1--Ancient times through the 19th century|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10539661/|work=MLO: medical laboratory observer|date=1999-07|accessdate=2023-06-26|issn=0580-7247|pmid=10539661|pages=28–30, 32, 34–40|volume=31|issue=7|first=D.|last=Berger}}</ref>

У першій половині 20-го століття відбулися значні події, які заклали основу для становлення біомедичної інженерії як окремої галузі. Ключові події включають розробку [[Електрокардіографія|електрокардіографа]] (ЕКГ) [[Віллем Ейнтговен|Віллемом Ейнтговеном]] у [[1903]] році, який використовував електричні технології для вимірювання [[Серце|серцевої]] діяльності.<ref>{{Cite news|title=The Nobel chronicles. 1924: Willem Einthoven (1860-1927)|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9820341/|work=[[Lancet]] ([[Лондон]])|date=1998-11-07|accessdate=2023-06-26|issn=0140-6736|pmid=9820341|doi=10.1016/s0140-6736(05)60383-2|pages=1560|volume=352|issue=9139|first=T. N.|last=Raju}}</ref> До середини 20-го століття було введено термін «біомедична інженерія», і в [[Університет|університетах]] почали з’являтися перші спеціалізовані [[Кафедра|кафедри]], зокрема в [[Дюкський університет|університеті Дюка]] та [[Університет Джонса Гопкінса|університеті Джона Гопкінса]].<ref>{{Cite book
|url=http://dx.doi.org/10.1017/cbo9781139583831.002
|title=Introduction: What Is Biomedical Engineering?
|last=Saltzman
|first=W. Mark
|series=Biomedical Engineering
|publisher=Cambridge University Press
|pages=1–34
}}</ref><ref>{{Cite book
|title=Biomedical engineering
|last=Saltzman
|first=W. Mark
|date=2015
|publisher=[[Cambridge University Press]]
|edition=2. rev. ed
|location=[[Кембридж]]
|isbn=978-1-107-03719-9
}}</ref>

Період після Другої світової війни призвів до значного прогресу в біомедичній інженерії завдяки появі [[Комп'ютер|комп’ютерів]] та інших [[Цифрові технології|цифрових технологій]]. Успіхи цієї епохи включають розробку апарата штучного кровообігу [[Джон Хейшам Гібон|Джоном Гібоном]] та [[Амосов Микола Михайлович|Миколою Амосовим]] для [[Кардіохірургія|кардіохірургічних]] [[Хірургічна операція|операцій]] на відкритому серці в [[1950-ті|1950-х роках]] і створення першого [[Штучний клапан серця|штучного клапана серця]] в [[1960-ті|1960-х]] роках.<ref>{{Cite web|url=http://www.icfcst.kiev.ua/AMOSOV/voices6-2_u.html#v6_8|title="1958-59 рр. АШК - Апарат Штучного Кровообігу." Голоси часів. (електронний варіант)2001 Глава шоста.|accessdate=18 липня 2007|archive-date=17 лютого 2008|archive-url=https://web.archive.org/web/20080217034406/http://www.icfcst.kiev.ua/amosov/voices6-2_u.html#v6_8}}</ref><ref>{{Cite news|title=John H. Gibbon and the development of the heart‐lung machine: The beginnings of open cardiac surgery|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jocs.17067|work=Journal of Cardiac Surgery|date=2022-12|accessdate=2023-06-26|issn=0886-0440|doi=10.1111/jocs.17067|pages=4199–4201|volume=37|issue=12|language=en|first=Tea|last=Lena|first2=Andrea|last2=Amabile|first3=Alyssa|last3=Morrison|first4=Gianluca|last4=Torregrossa|first5=Arnar|last5=Geirsson|first6=Ugo F.|last6=Tesler}}</ref> Розвиток сканерів [[Комп'ютерна томографія|комп’ютерної томографії]] (КТ)<ref>{{Cite news|title=Computed tomography recent history and future perspectives|url=https://www.spiedigitallibrary.org/journals/journal-of-medical-imaging/volume-8/issue-5/052109/Computed-tomography-recent-history-and-future-perspectives/10.1117/1.JMI.8.5.052109.full|work=Journal of Medical Imaging|date=2021-08|accessdate=2023-06-26|issn=2329-4302|pmc=PMC8356941|pmid=34395720|doi=10.1117/1.JMI.8.5.052109|pages=052109|volume=8|issue=5|first=Jiang|last=Hsieh|first2=Thomas|last2=Flohr}}</ref> і [[Магнітно-резонансна томографія|магнітно-резонансної томографії]] (МРТ)<ref>{{Cite news|title=Magnetic Resonance Imaging: Historical Perspective|url=http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10976640600755302|work=Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance|date=2006-08-01|accessdate=2023-06-26|issn=1097-6647|doi=10.1080/10976640600755302|pages=573–580|volume=8|issue=4|first=Tal|last=Geva}}</ref> у [[1970-ті|1970-х]] роках став значним кроком у технологіях [[Медична візуалізація|медичної візуалізації]].<ref>{{Cite news|title=From Röntgen to Magnetic Resonance Imaging: The History of Medical Imaging|url=https://ncmedicaljournal.com/article/54605|work=North Carolina Medical Journal|date=2014-03-01|accessdate=2023-06-26|doi=10.18043/ncm.75.2.111|pages=111–113|volume=75|issue=2|language=en|first=James H.|last=Scatliff|first2=Peter J.|last2=Morris}}</ref><ref>{{Cite news|title=History of Medical Imaging|url=https://journals.lww.com/armh/Fulltext/2017/05020/History_of_Medical_Imaging.26.aspx|work=Archives of Medicine and Health Sciences|date=2017-07|accessdate=2023-06-26|issn=2321-4848|doi=10.4103/amhs.amhs_97_17|pages=275|volume=5|issue=2|language=en-US|first=Yousif Mohamed Y.|last=Abdallah}}</ref>

Наприкінці 20-го та на початку [[21 століття|21-го століть]] біомедична інженерія розгалужилася на такі спеціальні галузі, як [[біоінформатика]], [[біомеханіка]], [[тканинна інженерія]] та інші. Завершення [[Проект «Геном людини»|проекту «Геном людини»]] що досліджував весь [[геном]] людини у [[2003]] році<ref>{{Cite news|title=Finishing the euchromatic sequence of the human genome|url=https://www.nature.com/articles/nature03001|work=Nature|date=2004-10|accessdate=2023-06-26|issn=1476-4687|doi=10.1038/nature03001|pages=931–945|volume=431|issue=7011|language=en|last=International Human Genome Sequencing Consortium}}</ref> започаткувало нову еру [[Персоналізована медицина|персоналізованої медицини]] та біоінформатики, у якій величезні обсяги біологічних [[Великі дані|даних]] можна аналізувати для розробки індивідуальних стратегій лікування.<ref>{{Cite news|title=The impact of genomics on precision public health: beyond the pandemic|url=https://doi.org/10.1186/s13073-021-00886-y|work=Genome Medicine|date=2021-04-23|accessdate=2023-06-26|issn=1756-994X|pmc=PMC8063188|pmid=33892793|doi=10.1186/s13073-021-00886-y|pages=67|volume=13|issue=1|first=Muin J.|last=Khoury|first2=Kathryn E.|last2=Holt}}</ref><ref>{{Cite news|title=Getting Personal with Epigenetics: Towards Machine-Learning-Assisted Precision Epigenomics|url=http://biorxiv.org/lookup/doi/10.1101/2022.02.11.479115|date=2022-02-14|accessdate=2023-06-26|doi=10.1101/2022.02.11.479115|language=en|first=Alex|last=Hawkins-Hooker|first2=Giovanni|last2=Visonà|first3=Tanmayee|last3=Narendra|first4=Mateo|last4=Rojas-Carulla|first5=Bernhard|last5=Schölkopf|first6=Gabriele|last6=Schweikert}}</ref>

На початку [[2020-ті|2020-х]] біомедична інженерія продовжує бути галуззю, що швидко розвивається, завдяки прогресу в таких сферах, як [[нанотехнології]], дослідження [[Стовбурові клітини|стовбурових клітин]] і [[штучний інтелект]]. Такі інновації, як носимі технології та [[телемедицина]], змінюють догляд за [[Пацієнт|пацієнтами]], тоді як нові розробки тканинної інженерії та [[Регенеративна медицина|регенеративної медицини]] обіцяють прорив у лікуванні хвороб, які колись вважалися невиліковними. Біомедична інженерія продовжує стимулювати [[Інновація|інновації]] та досліджувати [[перспективні технології]] та їх застосування в [[Охорона здоров'я|охороні здоров’я]] та медицині.<ref name=":0" /><ref>{{Cite news|title=Ten simple rules in biomedical engineering to improve healthcare equity|url=https://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1010525|work=PLOS Computational Biology|date=13 жовт. 2022 р.|accessdate=2023-06-26|issn=1553-7358|pmc=PMC9560067|pmid=36227840|doi=10.1371/journal.pcbi.1010525|pages=e1010525|volume=18|issue=10|language=en|first=Olivia L.|last=Lanier|first2=Mykel D.|last2=Green|first3=Gilda A.|last3=Barabino|first4=Elizabeth|last4=Cosgriff-Hernandez}}</ref><ref>{{Cite news|title=Sustaining the healthcare systems through the conceptual of biomedical engineering: A study with recent and future potentials|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2949723X2200006X|work=Biomedical Technology|date=2023-03-01|accessdate=2023-06-26|issn=2949-723X|doi=10.1016/j.bmt.2022.11.004|pages=39–47|volume=1|language=en|first=Mohd|last=Javaid|first2=Abid|last2=Haleem|first3=Ravi Pratap|last3=Singh|first4=Rajiv|last4=Suman}}</ref><ref>{{Cite book
|url=http://link.springer.com/10.1007/978-981-13-3705-5
|title=Biomedical Engineering and its Applications in Healthcare
|date=2019
|editor-last=Paul
|editor-first=Sudip
|publisher=Springer Singapore
|location=Singapore
|language=en
|doi=10.1007/978-981-13-3705-5
|isbn=978-981-13-3704-8
}}</ref>


== Спеціалізації та напрямки наукових досліджень ==
== Спеціалізації та напрямки наукових досліджень ==
Рядок 34: Рядок 73:


Медична радіологія — розробка та вдосконалення джерел променевого впливу на біологічні системи, засобів контролю їх ефективності а також заходів безпеки при використанні для медичних потреб.
Медична радіологія — розробка та вдосконалення джерел променевого впливу на біологічні системи, засобів контролю їх ефективності а також заходів безпеки при використанні для медичних потреб.

=== Біомеханіка ===
[[Біомеханіка]] — це розділ біомедичної інженерії, який застосовує принципи [[Механіка|механіки]] для розуміння та відтворення [[Біологічна система|біологічних систем]] і структур організму. Це міждисциплінарна галузь, яка поєднує концепції [[Інженерія|інженерії]], [[Фізика|фізики]] та [[Біологія|біології]] для вивчення [[Сила|сил]], які діють на людське тіло та в людському тілі.
У контексті біомедичної інженерії до біомеханіки відносяться:

* Статична та динамічна біомеханіка: ця галузь вивчає, як сили діють на тіло людини під час [[Рух|руху]] (динаміка) і в стані спокою (статика). Така біомеханіка передбачає застосування [[Закони руху Ньютона|законів руху Ньютона]] для аналізу рухів тіла, [[М'язи|м’язової]] активності та навантажень на [[Суглоб|суглоби]], і широко використовується при розробці [[Ортопедія|ортопедичних]] [[Імплантати|імплантатів]], [[Протези|протезів]] та [[Ортез (медицина)|ортезів]].<ref>{{Cite news|title=MODELS OF EVALUATION OF BIOMECHANICAL PARAMETERS OF LOWER EXTREMITIES IN CHILDREN|url=http://scinews.kpi.ua/article/view/158812|work=KPI Science News|date=2019-03-06|accessdate=2023-06-26|issn=2617-5509|doi=10.20535/kpi-sn.2019.1.158812|pages=67–75|volume=0|issue=1|first=Valentyn V.|last=Tsapenko|first2=Mykola F.|last2=Tereshchenko|first3=Grygorii S.|last3=Tymchik}}</ref><ref>{{Cite news|title=BIOMECHANICAL METHOD FOR EVALUATING THE EFFICIENCY OF USING INDIVIDUAL FOOT BRACES|url=https://doi.org/10.32838/2663-5941/2021.2-2/03|work=Scientific notes of Taurida National V.I. Vernadsky University. Series: Technical Sciences|date=2021|accessdate=2023-06-26|issn=2663-5941|doi=10.32838/2663-5941/2021.2-2/03|pages=13–19|volume=2|issue=2|first=V.V.|last=Tsapenko|first2=M.F.|last2=Tereshchenko|first3=R.O.|last3=Ivanenko}}</ref>
* Клітинна та молекулярна біомеханіка: ця область фокусується на механічній поведінці [[Клітина|клітин]] і [[Молекула|молекул]]. Це має значні наслідки для розуміння захворювань на клітинному рівні та розробки цільових методів лікування, включно з доставкою ліків, що досліджує [[наномедицина]].
* Біомеханіка тканин: у цій галузі досліджуються механічні властивості м’яких і твердих [[Тканина (біологія)|тканин]], включаючи серце, [[кровоносні судини]], [[Хрящ|хрящі]], [[Кістка|кістки]] та [[Шкіра|шкіру]]. Знання в цій галузі є вирішальними для розробки медичних пристроїв, тканинної інженерії та розуміння хвороб, пов’язаних із тканинами.
* Біомеханіка рідин (біофлюїдна механіка<ref>{{Cite book
|title=Biofluid mechanics: an introduction to fluid mechanics, macrocirculation, and microcirculation
|last=Rubenstein
|first=David A.
|last2=Yin
|first2=Wei
|last3=Frame
|first3=Mary D.
|date=2015
|series=Academic Press series in biomedical engineering
|publisher=Academic Press is an imprint of Elsevier
|edition=Second edition
|location=Amsterdam Boston Heidelberg
|isbn=978-0-12-800944-4
}}</ref>): Ця галузь вивчає поведінку біологічних рідин, таких як потік крові та повітря в організмі.<ref>{{Cite news|title=Biomechanics of liquid–epithelium interactions in pulmonary airways|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1569904808001006|work=Respiratory Physiology & Neurobiology|date=2008-11-30|accessdate=2023-06-26|issn=1569-9048|pmc=PMC2652855|pmid=18511356|doi=10.1016/j.resp.2008.04.008|pages=232–243|volume=163|issue=1|language=en|first=Samir N.|last=Ghadiali|first2=Donald P.|last2=Gaver}}</ref><ref>{{Cite news|title=The biomechanics of solids and fluids: the physics of life|url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0143-0807/37/5/053001|work=[[European Journal of Physics]]|date=2016-09-01|accessdate=2023-06-26|issn=0143-0807|doi=10.1088/0143-0807/37/5/053001|pages=053001|volume=37|issue=5|first=David E|last=Alexander}}</ref> Це має вирішальне значення для розуміння, профілактики, лікування та реабілітації при патологічних станах, пов’язаних із [[Кровообіг|кровообігом]] і [[Дихання|диханням]], і є ключовим у розробці таких пристроїв, як [[Шлуночковий допоміжний пристрій|серцеві насоси]]<ref>{{Cite news|title=Cardiac Assist Devices: Early Concepts, Current Technologies, and Future Innovations|url=https://www.mdpi.com/2306-5354/6/1/18|work=Bioengineering|date=2019-03|accessdate=2023-06-26|issn=2306-5354|pmc=PMC6466092|pmid=30781387|doi=10.3390/bioengineering6010018|pages=18|volume=6|issue=1|language=en|first=Jooli|last=Han|first2=Dennis R.|last2=Trumble}}</ref><ref>{{Cite news|title=The left ventricular assist device as a patient monitoring system|url=https://www.annalscts.com/article/view/16802|work=Annals of Cardiothoracic Surgery|date=2021-03|accessdate=2023-06-26|issn=2304-1021|pmc=PMC8033254|pmid=33842216|doi=10.21037/acs-2020-cfmcs-218|pages=22132–22232|volume=10|issue=2|language=en|first=Francesco|last=Moscato|first2=Christoph|last2=Gross|first3=Martin|last3=Maw|first4=Thomas|last4=Schlöglhofer|first5=Marcus|last5=Granegger|first6=Daniel|last6=Zimpfer|first7=Heinrich|last7=Schima}}</ref><ref>{{Cite news|title=Left Ventricular Assist Device as a Destination Therapy: Current Situation and the Importance of Patient Selection|url=https://www.mdpi.com/2075-1729/13/4/1065|work=Life|date=2023-04|accessdate=2023-06-26|issn=2075-1729|pmc=PMC10144236|pmid=37109593|doi=10.3390/life13041065|pages=1065|volume=13|issue=4|language=en|first=María|last=Melendo-Viu|first2=David|last2=Dobarro|first3=Sergio|last3=Raposeiras Roubin|first4=Carmen|last4=Llamas Pernas|first5=Candela|last5=Moliz Cordón|first6=Miriam|last6=Vazquez Lamas|first7=Miguel|last7=Piñón Esteban|first8=Maria Ángela|last8=Varela Martínez|first9=Emad|last9=Abu Assi}}</ref> та [[апарат штучної вентиляції легень]]<ref>{{Cite news|title=Mechanical Ventilation: State of the Art|url=https://doi.org/10.1016/j.mayocp.2017.05.004|work=Mayo Clinic Proceedings|date=2017-09|accessdate=2023-06-26|issn=0025-6196|doi=10.1016/j.mayocp.2017.05.004|pages=1382–1400|volume=92|issue=9|first=Tài|last=Pham|first2=Laurent J.|last2=Brochard|first3=Arthur S.|last3=Slutsky}}</ref>.
* Ортопедична біомеханіка: ця спеціалізація розглядає механіку кісток, суглобів і м’язів. Ортопедична біомеханіка відіграє важливу роль у розробці та оцінці ортопедичних пристроїв, таких як [[Штучний суглоб|штучні суглоби]], кісткові гвинти та пластини, а також у розумінні та лікуванні таких захворювань, як [[остеопороз]] і [[артрит]].<ref>{{Cite book
|title=Біомеханічні основи протезування та ортезування: навчальний посібник
|last=Салєєва А.Д., Семенець В.В., Носова Т.В. та ін.
|year=2022
|doi=10.30837/978-966-659-374-3
|isbn=978-966-659-374-3
}}</ref><ref>{{Cite book
|url=https://www.taylorfrancis.com/books/edit/10.1201/b13733/orthopaedic-biomechanics-beth-winkelstein
|title=Orthopaedic Biomechanics
|date=2013-01-23
|editor-last=Winkelstein
|editor-first=Beth A.
|publisher=CRC Press
|location=Boca Raton
|doi=10.1201/b13733
|isbn=978-0-429-06452-4
}}</ref><ref>{{Cite book
|url=https://link.springer.com/10.1007/978-981-15-3159-0
|title=Frontiers in Orthopaedic Biomechanics
|date=2020
|editor-last=Cheng
|editor-first=Cheng-Kung
|editor2-last=Woo
|editor2-first=Savio L-Y.
|publisher=[[Springer]] Nature Singapore
|location=Singapore
|language=en
|doi=10.1007/978-981-15-3159-0
|isbn=978-981-15-3158-3
}}</ref><ref>{{Cite book
|url=https://link.springer.com/10.1007/978-3-030-81549-3
|title=Orthopaedic Biomechanics in Sports Medicine
|date=2021
|editor-last=Koh
|editor-first=Jason
|editor2-last=Zaffagnini
|editor2-first=Stefano
|editor3-last=Kuroda
|editor3-first=Ryosuke
|editor4-last=Longo
|editor4-first=Umile Giuseppe
|editor5-last=Amirouche
|editor5-first=Farid
|publisher=Springer International Publishing
|location=Cham
|language=en
|doi=10.1007/978-3-030-81549-3
|isbn=978-3-030-81548-6
}}</ref><ref>{{Cite book
|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128244814000147
|title=Chapter 4 - Orthopedic biomechanics: multibody analysis
|last=Putame
|first=Giovanni
|last2=Aldieri
|first2=Alessandra
|last3=Audenino
|first3=Alberto
|last4=Terzini
|first4=Mara
|date=2022-01-01
|editor-last=Innocenti
|editor-first=Bernardo
|editor2-last=Galbusera
|editor2-first=Fabio
|series=Human Orthopaedic Biomechanics
|publisher=Academic Press
|pages=39–69
|language=en
|doi=10.1016/b978-0-12-824481-4.00014-7
|isbn=978-0-12-824481-4
}}</ref>


=== Біоматеріали ===
=== Біоматеріали ===
[[Біоматеріали]]&nbsp;— розробка та вдосконалення, природних, штучних і комбінованих речовин, які використовуються в медичних пристроях, або контактують і взаємодіють з живою тканиною як [[імплантати]] і не тільки. (''Див. також'' [[Біополімери]], [[Біопаливо]], [[Зелені нанотехнології]], [[Біомолекулярна електроніка]], [[ДНК-комп'ютер]], [[Біосенсор]], [[Наносенсор]])
[[Біоматеріали]]&nbsp;— розробка та вдосконалення, природних, штучних і комбінованих речовин, які використовуються в медичних пристроях, або контактують і взаємодіють з живою тканиною як [[імплантати]] і не тільки. (''Див. також'' [[Біополімери]], [[Біопаливо]], [[Зелені нанотехнології]], [[Біомолекулярна електроніка]], [[ДНК-комп'ютер]], [[Біосенсор]], [[Наносенсор]])

У контексті біомедичної інженерії біоматеріали — це речовини — синтетичні чи природні — які використовуються в медичних пристроях або в контакті з біологічними системами. Вони призначені для взаємодії з біологічними системами для оцінки, лікування, покращення чи заміни будь-якої частини певної тканини, органу чи функції тіла.

Ці матеріали, зазвичай, мають бути біологічно сумісними, тобто вони не повинні викликати жодних побічних реакцій при введенні в організм. Вони також можуть бути біорозсмоктуваними, тобто вони можуть бути розщеплені та засвоєні організмом з часом.

Деякі класи біоматеріалів:

* [[Метали]]: вони часто використовуються в ортопедичних цілях через їх високу міцність і міцність. Загальні приклади включають [[неіржавна сталь]] і [[титанові сплави]]<ref>{{Cite news|title=Mechanical biocompatibilities of titanium alloys for biomedical applications|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1751616107000148|work=Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials|date=2008-01-01|accessdate=2023-06-26|issn=1751-6161|doi=10.1016/j.jmbbm.2007.07.001|pages=30–42|volume=1|issue=1|language=en|first=Mitsuo|last=Niinomi}}</ref>, які використовуються для заміни суглобів або зубних імплантатів.
* Кераміка: ці матеріали, включаючи гідроксиапатит і біоскло, часто використовуються для ортопедичних і зубних імплантатів через їх схожість з мінералами кістки.<ref>{{Cite news|title=Third-Generation Biomedical Materials|url=https://www.science.org/doi/10.1126/science.1067404|work=[[Science]]|date=2002-02-08|accessdate=2023-06-26|doi=10.1126/science.1067404|pages=1014–1017|volume=295|issue=5557|first=Larry L.|last=Hench|first2=Julia M.|last2=Polak}}</ref>
* [[Полімери]]: як біоматеріали в біомедичній інженерії можливо використовувати як природні [[біополімери]]<ref>{{Cite book
|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9781119771951.ch7
|title=Biopolymers: A Retrospective Analysis in the Facet of Biomedical Engineering
|last=Ravichandran
|first=Gayathri
|last2=Rengan
|first2=Aravind Kumar
|date=2021-10-25
|editor-last=Krishnaraj
|editor-first=R. Navanietha
|editor2-last=Sani
|editor2-first=Rajesh K.
|series=Biomolecular Engineering Solutions for Renewable Specialty Chemicals
|publisher=Wiley
|edition=1
|pages=201–246
|language=en
|doi=10.1002/9781119771951.ch7
|isbn=978-1-119-77192-0
}}</ref><ref>{{Cite news|title=Biopolymer: A Sustainable Material for Food and Medical Applications|url=https://www.mdpi.com/2073-4360/14/5/983|work=Polymers|date=2022-01|accessdate=2023-06-26|issn=2073-4360|pmc=PMC8912672|pmid=35267803|doi=10.3390/polym14050983|pages=983|volume=14|issue=5|language=en|first=Jaya|last=Baranwal|first2=Brajesh|last2=Barse|first3=Antonella|last3=Fais|first4=Giovanna Lucia|last4=Delogu|first5=Amit|last5=Kumar}}</ref><ref>{{Cite news|title=A comprehensive review on recent advances in preparation, physicochemical characterization, and bioengineering applications of biopolymers|url=https://doi.org/10.1007/s00289-022-04443-4|work=Polymer Bulletin|date=2023-07-01|accessdate=2023-06-26|issn=1436-2449|pmc=PMC9409625|pmid=36043186|doi=10.1007/s00289-022-04443-4|pages=7247–7312|volume=80|issue=7|language=en|first=Abinash|last=Das|first2=Togam|last2=Ringu|first3=Sampad|last3=Ghosh|first4=Nabakumar|last4=Pramanik}}</ref><ref>{{Cite book
|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9783527818310
|title=Biopolymers for Biomedical and Biotechnological Applications
|date=2021-02-23
|editor-last=Rehm
|editor-first=Bernd
|editor2-last=Moradali
|editor2-first=M. Fata
|publisher=Wiley
|edition=1
|language=en
|doi=10.1002/9783527818310
|isbn=978-3-527-81831-0
}}</ref><ref>{{Cite news|title=Special Issue: Biopolymer-Based Materials for Biomedical Engineering|url=https://www.mdpi.com/1996-1944/15/8/2942|work=Materials|date=2022-01|accessdate=2023-06-26|issn=1996-1944|pmc=PMC9030867|pmid=35454635|doi=10.3390/ma15082942|pages=2942|volume=15|issue=8|language=en|first=Joaquim M.|last=Oliveira|first2=Viviana P.|last2=Ribeiro|first3=Rui L.|last3=Reis}}</ref>, так і синтетичні полімери.<ref>{{Cite book
|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128168721000017
|title=Chapter 1 - Polymer fibers in biomedical engineering
|last=Nicolae
|first=Alexandra
|last2=Grumezescu
|first2=Alexandru Mihai
|date=2019-01-01
|editor-last=Grumezescu
|editor-first=Valentina
|editor2-last=Grumezescu
|editor2-first=Alexandru Mihai
|series=Materials for Biomedical Engineering
|publisher=Elsevier
|pages=1–20
|language=en
|doi=10.1016/b978-0-12-816872-1.00001-7
|isbn=978-0-12-816872-1
}}</ref><ref>{{Cite news|title=Polymers for Biomedical Applications: The Importance of Hydrophobicity in Directing Biological Interactions and Application Efficacy|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.biomac.1c00434|work=Biomacromolecules|date=2021-11-08|accessdate=2023-06-26|issn=1525-7797|doi=10.1021/acs.biomac.1c00434|pages=4459–4469|volume=22|issue=11|language=en|first=Amanda K.|last=Pearce|first2=Rachel K.|last2=O’Reilly}}</ref><ref>{{Cite book
|title=Polymer nanocomposites in biomedical engineering
|date=2019
|editor-last=Sadasivuni
|editor-first=Kishor Kumar
|editor2-last=Ponnamma
|editor2-first=Deepalekshmi
|editor3-last=Rajan
|editor3-first=Mariappans
|editor4-last=Ahmed
|editor4-first=Basheer M.
|editor5-last=Al-Maadeed
|editor5-first=Mariam Ali S. A.
|series=Lecture notes in bioengineering
|publisher=Springer
|location=Cham
|isbn=978-3-030-04740-5
}}</ref> Приклади включають [[колаген]], [[желатин]] і [[Гіалуронова кислота|гіалуронову кислоту]] з природних джерел, а також [[Полімолочна кислота|полімолочну кислоту]] (PLA), [[Полігліколева кислота|полігліколеву кислоту]] (PGA) і [[поліетиленгліколь]] (PEG) із синтетичних джерел.<ref>{{Cite news|title=Supramolecular polymers|url=https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2012/cs/c2cs90071h|work=Chemical Society Reviews|date=2012-08-20|accessdate=2023-06-26|issn=1460-4744|doi=10.1039/C2CS90071H|pages=5879–5880|volume=41|issue=18|language=en|first=Feihe|last=Huang|first2=Oren A.|last2=Scherman}}</ref><ref>{{Cite news|title=Thermo-sensitive polymers in medicine: A review|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014305719303507|work=European Polymer Journal|date=2019-08-01|accessdate=2023-06-26|issn=0014-3057|doi=10.1016/j.eurpolymj.2019.05.024|pages=402–423|volume=117|language=en|first=Payam|last=Zarrintaj|first2=Maryam|last2=Jouyandeh|first3=Mohammad Reza|last3=Ganjali|first4=Behzad Shirkavand|last4=Hadavand|first5=Masoud|last5=Mozafari|first6=Sergei S.|last6=Sheiko|first7=Mohammad|last7=Vatankhah-Varnoosfaderani|first8=Tomy J.|last8=Gutiérrez|first9=Mohammad Reza|last9=Saeb}}</ref> Вони часто використовуються для систем доставки ліків в наномедицині, скаффолдів (каркасів) в тканинної інженерії<ref>{{Cite news|title=Engineering bioactive synthetic polymers for biomedical applications: a review with emphasis on tissue engineering and controlled release|url=https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/ma/d1ma00092f|work=Materials Advances|date=2021-07-20|accessdate=2023-06-26|issn=2633-5409|doi=10.1039/D1MA00092F|pages=4447–4478|volume=2|issue=14|language=en|first=Edna Johana|last=Bolívar-Monsalve|first2=Mario Moisés|last2=Alvarez|first3=Samira|last3=Hosseini|first4=Michelle Alejandra|last4=Espinosa-Hernandez|first5=Carlos Fernando|last5=Ceballos-González|first6=Margarita|last6=Sanchez-Dominguez|first7=Su Ryon|last7=Shin|first8=Berivan|last8=Cecen|first9=Shabir|last9=Hassan}}</ref> та [[Шовний матеріал|швів]] в [[Хірургія|хірургії]].<ref>{{Cite web|title=Polymers|url=https://www.mdpi.com/journal/polymers/special_issues/polymers_biomedical_engineering|website=www.mdpi.com|accessdate=2023-06-26|language=en}}</ref>
* [[Композити]]: поєднують властивості різних класів біоматеріалів для отримання оптимізованих властивостей.<ref>{{Cite news|title=A fundamental review on composite materials and some of their applications in biomedical engineering|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1018363920302713|work=Journal of King Saud University - Engineering Sciences|date=2021-12-01|accessdate=2023-06-26|issn=1018-3639|doi=10.1016/j.jksues.2020.07.007|pages=557–568|volume=33|issue=8|language=en|first=Munonyedi Kelvin|last=Egbo}}</ref> Прикладом може бути використання полімерних композитів, армованих вуглецевим волокном, в ортопедії.
* [[Біологічні матеріали]]: матеріали, отримані з біологічних джерел, такі як алотрансплантати (тканина іншої особини того ж виду) і ксенотрансплантати (тканина особини іншого виду).<ref>{{Cite news|title=Comparative analysis of two biomaterials mixed with autogenous bone graft for vertical ridge augmentation: A histomorphometric study in humans|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cid.13124|work=Clinical Implant Dentistry and Related Research|date=2022-10|accessdate=2023-06-26|issn=1523-0899|pmc=PMC9804607|pmid=35916287|doi=10.1111/cid.13124|pages=709–719|volume=24|issue=5|language=en|first=Pier|last=Gallo|first2=David|last2=Díaz‐Báez|first3=Sandra|last3=Perdomo|first4=Antonio Carlos|last4=Aloise|first5=Mustafa|last5=Tattan|first6=Muhammad H. A.|last6=Saleh|first7=André Antonio|last7=Pelegrine|first8=Andrea|last8=Ravidà|first9=Hom‐Lay|last9=Wang}}</ref>


=== Системна біологія ===
=== Системна біологія ===
Рядок 84: Рядок 296:
=== Книги ===
=== Книги ===


*Серія книг ''[https://www.springer.com/series/7752/books Series in Biomedical Engineering]'' ([[Springer Science+Business Media|Springer]], 2008-2021+)
*Joseph Tranquillo, Jay Goldberg, Robert Allen (2023). [https://www.elsevier.com/books/biomedical-engineering-design/tranquillo/978-0-12-816444-0 ''Biomedical engineering design''.] London, UK. [[ISBN]]&nbsp;[[Спеціальна:Джерела книг/978-0-12-816625-3|978-0-12-816625-3]].
* Серія книг ''[https://www.routledge.com/Biomedical-Engineering/book-series/CRCBIOMEDENG Biomedical Engineering: Techniques and Applications]'' ([[Routledge]], 1998-2023+)
*Joseph Tranquillo, Jay Goldberg, Robert Allen (2023). [https://www.elsevier.com/books/biomedical-engineering-design/tranquillo/978-0-12-816444-0 ''Biomedical engineering design''.] London, UK. [[ISBN]]&nbsp;[[Спеціальна:Джерела книг/978-0-12-816625-3|978-0-12-816625-3]].
* Hosseinkhani, Hossein (2023). ''Biomedical engineering: materials, technology, and applications''. Weinheim, Germany. [[ISBN]]&nbsp;[[Спеціальна:Джерела книг/978-3-527-82667-4|978-3-527-82667-4]].
* Hosseinkhani, Hossein (2023). ''Biomedical engineering: materials, technology, and applications''. Weinheim, Germany. [[ISBN]]&nbsp;[[Спеціальна:Джерела книг/978-3-527-82667-4|978-3-527-82667-4]].
* Оптико-електронні методи і засоби для обробки та аналізу біомедичних зображень: монографія / В. П. Кожем'яко, С. В. Павлов, К. І. Станчук; М-во освіти і науки України, Вінницький нац. техн. ун-т. – Вінниця: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2006. – 201 с.
* Оптико-електронні методи і засоби для обробки та аналізу біомедичних зображень: монографія / В. П. Кожем'яко, С. В. Павлов, К. І. Станчук; М-во освіти і науки України, Вінницький нац. техн. ун-т. – Вінниця: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2006. – 201 с.

Версія за 19:09, 26 червня 2023

Центр геному та біомедичних наук (Університет Каліфорнії у Девісі, Коледж Інженерії)
Центр геному та біомедичних наук (Університет Каліфорнії у Девісі, Коледж Інженерії)

Біомедична інженерія (англ. biomedical engineering) — галузь науки і техніки, яка поєднує інженерно-технічні та медико-біологічні знання, засоби і методи для створення, вдосконалення і дослідження природних і штучних біологічних об'єктів та систем, техніки, матеріалів і виробів медичного призначення, технологій і технічних систем діагностики, лікування, реабілітації і профілактики захворювань людини, а також програмного забезпечення та інформаційних технологій для вирішення прикладних і фундаментальних проблем біології і медицини.[1]

Історія

Історія біомедичної інженерії сягає стародавніх цивілізацій. Єгиптяни відомі своїми знаннями про медицину та людське тіло, використовували шини та бинти для лікування травм, а хірургічний інстрементарій стародавніх греків містив багато інструмнетів ще до часів Гіппократа. Однак біомедична інженерія як визначена галузь виникла в кінці 19-го та на початку 20-го століть, коли інженерні принципи почали систематично застосовуватися до медичних та біологічних проблем. Наприклад, розробка стетоскопа Рене Лаеннеком у 1816 році стала одним з перших поєднань інженерних та медичних наук в новітній науці.[2]

У першій половині 20-го століття відбулися значні події, які заклали основу для становлення біомедичної інженерії як окремої галузі. Ключові події включають розробку електрокардіографа (ЕКГ) Віллемом Ейнтговеном у 1903 році, який використовував електричні технології для вимірювання серцевої діяльності.[3] До середини 20-го століття було введено термін «біомедична інженерія», і в університетах почали з’являтися перші спеціалізовані кафедри, зокрема в університеті Дюка та університеті Джона Гопкінса.[4][5]

Період після Другої світової війни призвів до значного прогресу в біомедичній інженерії завдяки появі комп’ютерів та інших цифрових технологій. Успіхи цієї епохи включають розробку апарата штучного кровообігу Джоном Гібоном та Миколою Амосовим для кардіохірургічних операцій на відкритому серці в 1950-х роках і створення першого штучного клапана серця в 1960-х роках.[6][7] Розвиток сканерів комп’ютерної томографії (КТ)[8] і магнітно-резонансної томографії (МРТ)[9] у 1970-х роках став значним кроком у технологіях медичної візуалізації.[10][11]

Наприкінці 20-го та на початку 21-го століть біомедична інженерія розгалужилася на такі спеціальні галузі, як біоінформатика, біомеханіка, тканинна інженерія та інші. Завершення проекту «Геном людини» що досліджував весь геном людини у 2003 році[12] започаткувало нову еру персоналізованої медицини та біоінформатики, у якій величезні обсяги біологічних даних можна аналізувати для розробки індивідуальних стратегій лікування.[13][14]

На початку 2020-х біомедична інженерія продовжує бути галуззю, що швидко розвивається, завдяки прогресу в таких сферах, як нанотехнології, дослідження стовбурових клітин і штучний інтелект. Такі інновації, як носимі технології та телемедицина, змінюють догляд за пацієнтами, тоді як нові розробки тканинної інженерії та регенеративної медицини обіцяють прорив у лікуванні хвороб, які колись вважалися невиліковними. Біомедична інженерія продовжує стимулювати інновації та досліджувати перспективні технології та їх застосування в охороні здоров’я та медицині.[1][15][16][17]

Спеціалізації та напрямки наукових досліджень

Генна, клітинна та тканинна інженерія

Генна, клітинна та тканинна інженерія — дослідження анатомії, біохімії і механіки живих тканин, клітинних і субклітинних структур, розробка методів відображення і аналізу генетичної інформації для виявлення причин захворювань та розробки методів їх діагностики і лікування із використанням технічних засобів для вирощування, синтезу та модифікації біологічних об’єктів на клітинному та субклітинному рівнях.

Клінічна інженерія

Клінічна інженерія — розробка, підтримка, впровадження, експлуатація та інженерний супровід медичних технологій, пов'язаних з використанням технічних засобів в медицині, управління інженерною інфраструктурою та системою безпеки і якості лікувальних закладів.

Реабілітаційна інженерія

Реабілітаційна інженерія — дослідження, розробка, застосування, інженерний супровід засобів і технологій спрямованих на відновлення втрачених органів, частин органів та їх функцій з метою підвищення якості життя людей з фізичними вадами і обмеженнями. (Див. також Медична реабілітація, Нейрореабілітація, Регенератива медицина, Тканинна інженерія, Друк органів, Екзоскелет)

Нейроінженерія

Нейроінженерія — вивчення мозку і нервової системи для заміни або відновлення втрачених розумових, сенсорних і моторних здібностей, впровадження робототехніки контрольованої нервовими імпульсами, розвиток мікроелектронних імплантатів для корекції і покращення функції центральної та периферичної нервової системи. (Див. також Нейрокомп'ютерний інтерфейс, Нейропротез, Біонічне око)

Ортопедична і спортивна біомедична інженерія

Ортопедична і спортивна біомедична інженерія — застосування принципів інженерної механіки і біоматеріалознавства для дослідження і моделювання структури і функції опорно-рухового апарата і проектування штучних протезів його частин, а також дослідження механіки в спорті для покращення спортивних результатів.

Робототехніка в хірургії

Робототехніка в хірургії — розробка і використання робото-техніки  і систем обробки зображень в інтерактивному режимі для хірургічних операцій в умовах дистанційного телеспостереження і управління хірургічними інструментами за допомогою маніпуляторів.

Мікроелектромеханічні системи (MEMS)

Мікроелектромеханічні системи (MEMS) —  інтеграція механічних елементів, датчиків, приводів і електроніки на мікросхемах, включаючи розробку мікророботів, для діагностики і лікування в медицини та біології.

Медична техніка

Основні статті — Хірургічний робот, Штучний інтелект в медицині, Медична візуалізація, Мікроскопія.

Медична техніка — розробка, вдосконалення та метрологічний контроль медичних приладів і систем, інструментів, сенсорів та приводів, активних і пасивних протезів, штучних органів та їх частин,  дослідження  їх взаємодії з біологічними об'єктами.

Медична радіологія

Основні статті — Медична візуалізація, Нейровізуалізація, Радіологія.

Медична радіологія — розробка та вдосконалення джерел променевого впливу на біологічні системи, засобів контролю їх ефективності а також заходів безпеки при використанні для медичних потреб.

Біомеханіка

Біомеханіка — це розділ біомедичної інженерії, який застосовує принципи механіки для розуміння та відтворення біологічних систем і структур організму. Це міждисциплінарна галузь, яка поєднує концепції інженерії, фізики та біології для вивчення сил, які діють на людське тіло та в людському тілі. У контексті біомедичної інженерії до біомеханіки відносяться:

  • Статична та динамічна біомеханіка: ця галузь вивчає, як сили діють на тіло людини під час руху (динаміка) і в стані спокою (статика). Така біомеханіка передбачає застосування законів руху Ньютона для аналізу рухів тіла, м’язової активності та навантажень на суглоби, і широко використовується при розробці ортопедичних імплантатів, протезів та ортезів.[18][19]
  • Клітинна та молекулярна біомеханіка: ця область фокусується на механічній поведінці клітин і молекул. Це має значні наслідки для розуміння захворювань на клітинному рівні та розробки цільових методів лікування, включно з доставкою ліків, що досліджує наномедицина.
  • Біомеханіка тканин: у цій галузі досліджуються механічні властивості м’яких і твердих тканин, включаючи серце, кровоносні судини, хрящі, кістки та шкіру. Знання в цій галузі є вирішальними для розробки медичних пристроїв, тканинної інженерії та розуміння хвороб, пов’язаних із тканинами.
  • Біомеханіка рідин (біофлюїдна механіка[20]): Ця галузь вивчає поведінку біологічних рідин, таких як потік крові та повітря в організмі.[21][22] Це має вирішальне значення для розуміння, профілактики, лікування та реабілітації при патологічних станах, пов’язаних із кровообігом і диханням, і є ключовим у розробці таких пристроїв, як серцеві насоси[23][24][25] та апарат штучної вентиляції легень[26].
  • Ортопедична біомеханіка: ця спеціалізація розглядає механіку кісток, суглобів і м’язів. Ортопедична біомеханіка відіграє важливу роль у розробці та оцінці ортопедичних пристроїв, таких як штучні суглоби, кісткові гвинти та пластини, а також у розумінні та лікуванні таких захворювань, як остеопороз і артрит.[27][28][29][30][31]

Біоматеріали

Біоматеріали — розробка та вдосконалення, природних, штучних і комбінованих речовин, які використовуються в медичних пристроях, або контактують і взаємодіють з живою тканиною як імплантати і не тільки. (Див. також Біополімери, Біопаливо, Зелені нанотехнології, Біомолекулярна електроніка, ДНК-комп'ютер, Біосенсор, Наносенсор)

У контексті біомедичної інженерії біоматеріали — це речовини — синтетичні чи природні — які використовуються в медичних пристроях або в контакті з біологічними системами. Вони призначені для взаємодії з біологічними системами для оцінки, лікування, покращення чи заміни будь-якої частини певної тканини, органу чи функції тіла.

Ці матеріали, зазвичай, мають бути біологічно сумісними, тобто вони не повинні викликати жодних побічних реакцій при введенні в організм. Вони також можуть бути біорозсмоктуваними, тобто вони можуть бути розщеплені та засвоєні організмом з часом.

Деякі класи біоматеріалів:

  • Метали: вони часто використовуються в ортопедичних цілях через їх високу міцність і міцність. Загальні приклади включають неіржавна сталь і титанові сплави[32], які використовуються для заміни суглобів або зубних імплантатів.
  • Кераміка: ці матеріали, включаючи гідроксиапатит і біоскло, часто використовуються для ортопедичних і зубних імплантатів через їх схожість з мінералами кістки.[33]
  • Полімери: як біоматеріали в біомедичній інженерії можливо використовувати як природні біополімери[34][35][36][37][38], так і синтетичні полімери.[39][40][41] Приклади включають колаген, желатин і гіалуронову кислоту з природних джерел, а також полімолочну кислоту (PLA), полігліколеву кислоту (PGA) і поліетиленгліколь (PEG) із синтетичних джерел.[42][43] Вони часто використовуються для систем доставки ліків в наномедицині, скаффолдів (каркасів) в тканинної інженерії[44] та швів в хірургії.[45]
  • Композити: поєднують властивості різних класів біоматеріалів для отримання оптимізованих властивостей.[46] Прикладом може бути використання полімерних композитів, армованих вуглецевим волокном, в ортопедії.
  • Біологічні матеріали: матеріали, отримані з біологічних джерел, такі як алотрансплантати (тканина іншої особини того ж виду) і ксенотрансплантати (тканина особини іншого виду).[47]

Системна біологія

Системна біологія — використання інженерних стратегій, методів та інструментів, в тому числі комп’ютерного моделювання для аналізу експериментальних даних і формулюванні математичного опису фізіологічних подій для отримання комплексного та інтегрованого розуміння функції живих організмів та прогнозування фізіологічних реакцій при плануванні експериментів. (Див. також — Обчислювальна біологія, Біоінформатика, Системна нейронаука)

Біоінформатика

Біоінформатика — вивчення закономірностей та принципів інформаційних процесів у медичних і біологічних системах, створення комп’ютерних засобів збереження, оброблення, передачі інформації і прийняття рішень в медицині і біології, а також моделювання, прогнозування, управління станом медичних і біологічних систем, створення віртуальної реальності  для потреб діагностики і терапії. (Див. також — Обчислювальна біологія, Біокібернетика, Нейроінформатика)

Мультиоміка

Основні статті — Мультиоміка, Геноміка, Епігеноміка, Протеоміка, Метаболоміка, Транскриптоміка, Ліпідоміка, Метагеноміка, Інтерактоміка та інші.

Мультиоміка — це підхід до біологічного аналізу, спрямований на використання та інтеграцію великої кількості даних, наданої дослідженнями «-омами», такими як геном, протеом, транскриптом, епігеном, епітранскриптом, метаболом, інтерактом, мікробіом (метагеном, метатранскриптом, метапротеом) та інші, щоб розвинути комплексне та цілісне розуміння біологічних систем.[48][49][50][51]

Протеоміка — дослідження механізмів синтезу і відтворення видо специфічних білків з метою розробки технічних засобів виявлення та контролю розповсюдження збудників інфекції.

Медична біотехнологія

Медична біотехнологія — створення і використання живих організмів (або частини організмів) для штучного створення або заміни клітин, тканин та органів людського тіла, для штучного вдосконалення  і корекції їх функцій, розробка на цій основі лікувальних і діагностичних технологій та засобів. (Див. також Клітинна інженерія, Синтетична біологія)

Медико-біологічні мікро- та нанотехнології

Основні статті — Наномедицина, Біосенсори, Біомолекулярна електроніка, Нанотехнології, Наноматеріали, Наносенсори.

Медико-біологічні мікро- та нанотехнології — дослідження та розробка технологій створення і застосування технічних засобів і матеріалів розміри яких знаходяться в діапазоні мікро- і нанометрової шкали для використання змінених і ідентифікованих мікроскопічних властивостей і розмірів для діагностики і лікування.

Отримання, обробка інтерпретація біосигналів

Отримання, обробка інтерпретація біосигналів для дослідження біологічних об’єктів, розробки і вдосконалення діагностичних і терапевтичних методів.

Біомедичний інженер

Біомедичний інженер — працівник міждисциплінарної галузі науки та техніки, яка поєднує інженерію та науки про життя. Він має спеціальну вищу інженерну освіту у сфері розробки, конструювання, виробництва, експлуатації, ремонту, сервісного обслуговування, експертизи і сертифікації, оцінки відповідності технічним регламентам, стандартам біозахисту та біобезпеки: біологічної та медичної техніки, біомедичних виробів і біоматеріалів медичного призначення, пов'язаних з ними штучних органів, біологічних і медичних технологій, а також відповідного програмного забезпечення та інформаційних технологій для біології, медицини та медичного приладобудування.

Див. також

Додаткова література

Книги

Журнали

Посилання

Примітки

  1. ↑ а б Applied System on Biomedical Engineering, Healthcare and Sustainability. www.mdpi.com (англ.). Процитовано 26 червня 2023.
  2. ↑ Berger, D. (1999-07). A brief history of medical diagnosis and the birth of the clinical laboratory. Part 1--Ancient times through the 19th century. MLO: medical laboratory observer. Т. 31, № 7. с. 28—30, 32, 34—40. ISSN 0580-7247. PMID 10539661. Процитовано 26 червня 2023.
  3. ↑ Raju, T. N. (7 листопада 1998). The Nobel chronicles. 1924: Willem Einthoven (1860-1927). Lancet (Лондон). Т. 352, № 9139. с. 1560. doi:10.1016/s0140-6736(05)60383-2. ISSN 0140-6736. PMID 9820341. Процитовано 26 червня 2023.
  4. ↑ Saltzman, W. Mark. Introduction: What Is Biomedical Engineering?. Biomedical Engineering. Cambridge University Press. с. 1—34.
  5. ↑ Saltzman, W. Mark (2015). Biomedical engineering (вид. 2. rev. ed). Кембридж: Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-03719-9.
  6. ↑ "1958-59 рр. АШК - Апарат Штучного Кровообігу." Голоси часів. (електронний варіант)2001 Глава шоста. Архів оригіналу за 17 лютого 2008. Процитовано 18 липня 2007.
  7. ↑ Lena, Tea; Amabile, Andrea; Morrison, Alyssa; Torregrossa, Gianluca; Geirsson, Arnar; Tesler, Ugo F. (2022-12). John H. Gibbon and the development of the heart‐lung machine: The beginnings of open cardiac surgery. Journal of Cardiac Surgery (англ.). Т. 37, № 12. с. 4199—4201. doi:10.1111/jocs.17067. ISSN 0886-0440. Процитовано 26 червня 2023.
  8. ↑ Hsieh, Jiang; Flohr, Thomas (2021-08). Computed tomography recent history and future perspectives. Journal of Medical Imaging. Т. 8, № 5. с. 052109. doi:10.1117/1.JMI.8.5.052109. ISSN 2329-4302. PMC 8356941. PMID 34395720. Процитовано 26 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  9. ↑ Geva, Tal (1 серпня 2006). Magnetic Resonance Imaging: Historical Perspective. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. Т. 8, № 4. с. 573—580. doi:10.1080/10976640600755302. ISSN 1097-6647. Процитовано 26 червня 2023.
  10. ↑ Scatliff, James H.; Morris, Peter J. (1 березня 2014). From Röntgen to Magnetic Resonance Imaging: The History of Medical Imaging. North Carolina Medical Journal (англ.). Т. 75, № 2. с. 111—113. doi:10.18043/ncm.75.2.111. Процитовано 26 червня 2023.
  11. ↑ Abdallah, Yousif Mohamed Y. (2017-07). History of Medical Imaging. Archives of Medicine and Health Sciences (амер.). Т. 5, № 2. с. 275. doi:10.4103/amhs.amhs_97_17. ISSN 2321-4848. Процитовано 26 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  12. ↑ International Human Genome Sequencing Consortium (2004-10). Finishing the euchromatic sequence of the human genome. Nature (англ.). Т. 431, № 7011. с. 931—945. doi:10.1038/nature03001. ISSN 1476-4687. Процитовано 26 червня 2023.
  13. ↑ Khoury, Muin J.; Holt, Kathryn E. (23 квітня 2021). The impact of genomics on precision public health: beyond the pandemic. Genome Medicine. Т. 13, № 1. с. 67. doi:10.1186/s13073-021-00886-y. ISSN 1756-994X. PMC 8063188. PMID 33892793. Процитовано 26 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  14. ↑ Hawkins-Hooker, Alex; Visonà, Giovanni; Narendra, Tanmayee; Rojas-Carulla, Mateo; Schölkopf, Bernhard; Schweikert, Gabriele (14 лютого 2022). Getting Personal with Epigenetics: Towards Machine-Learning-Assisted Precision Epigenomics (англ.). doi:10.1101/2022.02.11.479115. Процитовано 26 червня 2023.
  15. ↑ Lanier, Olivia L.; Green, Mykel D.; Barabino, Gilda A.; Cosgriff-Hernandez, Elizabeth (13 жовт. 2022 р.). Ten simple rules in biomedical engineering to improve healthcare equity. PLOS Computational Biology (англ.). Т. 18, № 10. с. e1010525. doi:10.1371/journal.pcbi.1010525. ISSN 1553-7358. PMC 9560067. PMID 36227840. Процитовано 26 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  16. ↑ Javaid, Mohd; Haleem, Abid; Singh, Ravi Pratap; Suman, Rajiv (1 березня 2023). Sustaining the healthcare systems through the conceptual of biomedical engineering: A study with recent and future potentials. Biomedical Technology (англ.). Т. 1. с. 39—47. doi:10.1016/j.bmt.2022.11.004. ISSN 2949-723X. Процитовано 26 червня 2023.
  17. ↑ Paul, Sudip, ред. (2019). Biomedical Engineering and its Applications in Healthcare (англ.). Singapore: Springer Singapore. doi:10.1007/978-981-13-3705-5. ISBN 978-981-13-3704-8.
  18. ↑ Tsapenko, Valentyn V.; Tereshchenko, Mykola F.; Tymchik, Grygorii S. (6 березня 2019). MODELS OF EVALUATION OF BIOMECHANICAL PARAMETERS OF LOWER EXTREMITIES IN CHILDREN. KPI Science News. Т. 0, № 1. с. 67—75. doi:10.20535/kpi-sn.2019.1.158812. ISSN 2617-5509. Процитовано 26 червня 2023.
  19. ↑ Tsapenko, V.V.; Tereshchenko, M.F.; Ivanenko, R.O. (2021). BIOMECHANICAL METHOD FOR EVALUATING THE EFFICIENCY OF USING INDIVIDUAL FOOT BRACES. Scientific notes of Taurida National V.I. Vernadsky University. Series: Technical Sciences. Т. 2, № 2. с. 13—19. doi:10.32838/2663-5941/2021.2-2/03. ISSN 2663-5941. Процитовано 26 червня 2023.
  20. ↑ Rubenstein, David A.; Yin, Wei; Frame, Mary D. (2015). Biofluid mechanics: an introduction to fluid mechanics, macrocirculation, and microcirculation. Academic Press series in biomedical engineering (вид. Second edition). Amsterdam Boston Heidelberg: Academic Press is an imprint of Elsevier. ISBN 978-0-12-800944-4.
  21. ↑ Ghadiali, Samir N.; Gaver, Donald P. (30 листопада 2008). Biomechanics of liquid–epithelium interactions in pulmonary airways. Respiratory Physiology & Neurobiology (англ.). Т. 163, № 1. с. 232—243. doi:10.1016/j.resp.2008.04.008. ISSN 1569-9048. PMC 2652855. PMID 18511356. Процитовано 26 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  22. ↑ Alexander, David E (1 вересня 2016). The biomechanics of solids and fluids: the physics of life. European Journal of Physics. Т. 37, № 5. с. 053001. doi:10.1088/0143-0807/37/5/053001. ISSN 0143-0807. Процитовано 26 червня 2023.
  23. ↑ Han, Jooli; Trumble, Dennis R. (2019-03). Cardiac Assist Devices: Early Concepts, Current Technologies, and Future Innovations. Bioengineering (англ.). Т. 6, № 1. с. 18. doi:10.3390/bioengineering6010018. ISSN 2306-5354. PMC 6466092. PMID 30781387. Процитовано 26 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  24. ↑ Moscato, Francesco; Gross, Christoph; Maw, Martin; Schlöglhofer, Thomas; Granegger, Marcus; Zimpfer, Daniel; Schima, Heinrich (2021-03). The left ventricular assist device as a patient monitoring system. Annals of Cardiothoracic Surgery (англ.). Т. 10, № 2. с. 22132—22232. doi:10.21037/acs-2020-cfmcs-218. ISSN 2304-1021. PMC 8033254. PMID 33842216. Процитовано 26 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  25. ↑ Melendo-Viu, María; Dobarro, David; Raposeiras Roubin, Sergio; Llamas Pernas, Carmen; Moliz Cordón, Candela; Vazquez Lamas, Miriam; Piñón Esteban, Miguel; Varela Martínez, Maria Ángela; Abu Assi, Emad (2023-04). Left Ventricular Assist Device as a Destination Therapy: Current Situation and the Importance of Patient Selection. Life (англ.). Т. 13, № 4. с. 1065. doi:10.3390/life13041065. ISSN 2075-1729. PMC 10144236. PMID 37109593. Процитовано 26 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  26. ↑ Pham, Tài; Brochard, Laurent J.; Slutsky, Arthur S. (2017-09). Mechanical Ventilation: State of the Art. Mayo Clinic Proceedings. Т. 92, № 9. с. 1382—1400. doi:10.1016/j.mayocp.2017.05.004. ISSN 0025-6196. Процитовано 26 червня 2023.
  27. ↑ Салєєва А.Д., Семенець В.В., Носова Т.В. та ін. (2022). Біомеханічні основи протезування та ортезування: навчальний посібник. doi:10.30837/978-966-659-374-3. ISBN 978-966-659-374-3. {{cite book}}: Явне використання «та ін.» у: |last= (довідка)
  28. ↑ Winkelstein, Beth A., ред. (23 січня 2013). Orthopaedic Biomechanics. Boca Raton: CRC Press. doi:10.1201/b13733. ISBN 978-0-429-06452-4.
  29. ↑ Cheng, Cheng-Kung; Woo, Savio L-Y., ред. (2020). Frontiers in Orthopaedic Biomechanics (англ.). Singapore: Springer Nature Singapore. doi:10.1007/978-981-15-3159-0. ISBN 978-981-15-3158-3.
  30. ↑ Koh, Jason; Zaffagnini, Stefano; Kuroda, Ryosuke; Longo, Umile Giuseppe; Amirouche, Farid, ред. (2021). Orthopaedic Biomechanics in Sports Medicine (англ.). Cham: Springer International Publishing. doi:10.1007/978-3-030-81549-3. ISBN 978-3-030-81548-6.
  31. ↑ Putame, Giovanni; Aldieri, Alessandra; Audenino, Alberto; Terzini, Mara (1 січня 2022). Innocenti, Bernardo; Galbusera, Fabio (ред.). Chapter 4 - Orthopedic biomechanics: multibody analysis. Human Orthopaedic Biomechanics (англ.). Academic Press. с. 39—69. doi:10.1016/b978-0-12-824481-4.00014-7. ISBN 978-0-12-824481-4.
  32. ↑ Niinomi, Mitsuo (1 січня 2008). Mechanical biocompatibilities of titanium alloys for biomedical applications. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials (англ.). Т. 1, № 1. с. 30—42. doi:10.1016/j.jmbbm.2007.07.001. ISSN 1751-6161. Процитовано 26 червня 2023.
  33. ↑ Hench, Larry L.; Polak, Julia M. (8 лютого 2002). Third-Generation Biomedical Materials. Science. Т. 295, № 5557. с. 1014—1017. doi:10.1126/science.1067404. Процитовано 26 червня 2023.
  34. ↑ Ravichandran, Gayathri; Rengan, Aravind Kumar (25 жовтня 2021). Krishnaraj, R. Navanietha; Sani, Rajesh K. (ред.). Biopolymers: A Retrospective Analysis in the Facet of Biomedical Engineering. Biomolecular Engineering Solutions for Renewable Specialty Chemicals (англ.) (вид. 1). Wiley. с. 201—246. doi:10.1002/9781119771951.ch7. ISBN 978-1-119-77192-0.
  35. ↑ Baranwal, Jaya; Barse, Brajesh; Fais, Antonella; Delogu, Giovanna Lucia; Kumar, Amit (2022-01). Biopolymer: A Sustainable Material for Food and Medical Applications. Polymers (англ.). Т. 14, № 5. с. 983. doi:10.3390/polym14050983. ISSN 2073-4360. PMC 8912672. PMID 35267803. Процитовано 26 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  36. ↑ Das, Abinash; Ringu, Togam; Ghosh, Sampad; Pramanik, Nabakumar (1 липня 2023). A comprehensive review on recent advances in preparation, physicochemical characterization, and bioengineering applications of biopolymers. Polymer Bulletin (англ.). Т. 80, № 7. с. 7247—7312. doi:10.1007/s00289-022-04443-4. ISSN 1436-2449. PMC 9409625. PMID 36043186. Процитовано 26 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  37. ↑ Rehm, Bernd; Moradali, M. Fata, ред. (23 лютого 2021). Biopolymers for Biomedical and Biotechnological Applications (англ.) (вид. 1). Wiley. doi:10.1002/9783527818310. ISBN 978-3-527-81831-0.
  38. ↑ Oliveira, Joaquim M.; Ribeiro, Viviana P.; Reis, Rui L. (2022-01). Special Issue: Biopolymer-Based Materials for Biomedical Engineering. Materials (англ.). Т. 15, № 8. с. 2942. doi:10.3390/ma15082942. ISSN 1996-1944. PMC 9030867. PMID 35454635. Процитовано 26 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  39. ↑ Nicolae, Alexandra; Grumezescu, Alexandru Mihai (1 січня 2019). Grumezescu, Valentina; Grumezescu, Alexandru Mihai (ред.). Chapter 1 - Polymer fibers in biomedical engineering. Materials for Biomedical Engineering (англ.). Elsevier. с. 1—20. doi:10.1016/b978-0-12-816872-1.00001-7. ISBN 978-0-12-816872-1.
  40. ↑ Pearce, Amanda K.; O’Reilly, Rachel K. (8 листопада 2021). Polymers for Biomedical Applications: The Importance of Hydrophobicity in Directing Biological Interactions and Application Efficacy. Biomacromolecules (англ.). Т. 22, № 11. с. 4459—4469. doi:10.1021/acs.biomac.1c00434. ISSN 1525-7797. Процитовано 26 червня 2023.
  41. ↑ Sadasivuni, Kishor Kumar; Ponnamma, Deepalekshmi; Rajan, Mariappans; Ahmed, Basheer M.; Al-Maadeed, Mariam Ali S. A., ред. (2019). Polymer nanocomposites in biomedical engineering. Lecture notes in bioengineering. Cham: Springer. ISBN 978-3-030-04740-5.
  42. ↑ Huang, Feihe; Scherman, Oren A. (20 серпня 2012). Supramolecular polymers. Chemical Society Reviews (англ.). Т. 41, № 18. с. 5879—5880. doi:10.1039/C2CS90071H. ISSN 1460-4744. Процитовано 26 червня 2023.
  43. ↑ Zarrintaj, Payam; Jouyandeh, Maryam; Ganjali, Mohammad Reza; Hadavand, Behzad Shirkavand; Mozafari, Masoud; Sheiko, Sergei S.; Vatankhah-Varnoosfaderani, Mohammad; Gutiérrez, Tomy J.; Saeb, Mohammad Reza (1 серпня 2019). Thermo-sensitive polymers in medicine: A review. European Polymer Journal (англ.). Т. 117. с. 402—423. doi:10.1016/j.eurpolymj.2019.05.024. ISSN 0014-3057. Процитовано 26 червня 2023.
  44. ↑ Bolívar-Monsalve, Edna Johana; Alvarez, Mario Moisés; Hosseini, Samira; Espinosa-Hernandez, Michelle Alejandra; Ceballos-González, Carlos Fernando; Sanchez-Dominguez, Margarita; Shin, Su Ryon; Cecen, Berivan; Hassan, Shabir (20 липня 2021). Engineering bioactive synthetic polymers for biomedical applications: a review with emphasis on tissue engineering and controlled release. Materials Advances (англ.). Т. 2, № 14. с. 4447—4478. doi:10.1039/D1MA00092F. ISSN 2633-5409. Процитовано 26 червня 2023.
  45. ↑ Polymers. www.mdpi.com (англ.). Процитовано 26 червня 2023.
  46. ↑ Egbo, Munonyedi Kelvin (1 грудня 2021). A fundamental review on composite materials and some of their applications in biomedical engineering. Journal of King Saud University - Engineering Sciences (англ.). Т. 33, № 8. с. 557—568. doi:10.1016/j.jksues.2020.07.007. ISSN 1018-3639. Процитовано 26 червня 2023.
  47. ↑ Gallo, Pier; Díaz‐Báez, David; Perdomo, Sandra; Aloise, Antonio Carlos; Tattan, Mustafa; Saleh, Muhammad H. A.; Pelegrine, André Antonio; Ravidà, Andrea; Wang, Hom‐Lay (2022-10). Comparative analysis of two biomaterials mixed with autogenous bone graft for vertical ridge augmentation: A histomorphometric study in humans. Clinical Implant Dentistry and Related Research (англ.). Т. 24, № 5. с. 709—719. doi:10.1111/cid.13124. ISSN 1523-0899. PMC 9804607. PMID 35916287. Процитовано 26 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  48. ↑ Babu, Mohan; Snyder, Michael (2023-06). Multi-Omics Profiling for Health. Molecular & Cellular Proteomics. Т. 22, № 6. с. 100561. doi:10.1016/j.mcpro.2023.100561. ISSN 1535-9476. PMC 10220275. PMID 37119971. Процитовано 14 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  49. ↑ Hasin, Yehudit; Seldin, Marcus; Lusis, Aldons (5 травня 2017). Multi-omics approaches to disease. Genome Biology. Т. 18, № 1. с. 83. doi:10.1186/s13059-017-1215-1. ISSN 1474-760X. PMC 5418815. PMID 28476144. Процитовано 11 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  50. ↑ Pinu, Farhana R.; Beale, David J.; Paten, Amy M.; Kouremenos, Konstantinos; Swarup, Sanjay; Schirra, Horst J.; Wishart, David (2019-04). Systems Biology and Multi-Omics Integration: Viewpoints from the Metabolomics Research Community. Metabolites (англ.). Т. 9, № 4. с. 76. doi:10.3390/metabo9040076. ISSN 2218-1989. PMC 6523452. PMID 31003499. Процитовано 14 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  51. ↑ Kang Ning (2023). Methodologies of Multi-Omics Data Integration and Data Mining: Techniques and Applications (eng) . Springer. ISBN 978-981-19-8209-5.
Галузі
Біомедицина
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Біомедична_інженерія&oldid=39792410