199892465 Introducere in Bioinginerie

8/16/2019 199892465 Introducere in Bioinginerie

1/21

Introducere in bioinginerieProiect realizat de Turbatu Flavius, BIM, an I, grupa 5


2/21

Cuprins1. Bioinginerie medicală a) Defnitie b) Subdomenii c) Bioinginerul medical, un important “pion” al sistemuluisanitar romanesc 2. Ingineria tisulară

a) Defnitie

b) Descoperiric) “ Inima antoma”

. Ingineria genetică

!. Inginerie neuronală

5. Implanturi

". Imagistica medicală

#. $ispozitive medicale


3/21

Bioingineria medicală

Bioingineria medicală integrează principiile fizicii, chimiei, matematicii ișpe cele inginere ti pentru studiul biologiei, medicinei, comportamentului saușsănătă ii. Bioingineria creează concepte fundamentale i cuno tin e de la nivelț ș ș țmolecular pînă la nivel sistemic i dezvoltă noi produse biologice, materiale,șprocese, implanturi i produse informatice pentru prevenirea, diagnosticul iș ș

tratamentul bolilor, pentru reabilitarea pacientului i cre terea gradului deș șsănătate.


4/21

Bioingineria este un domeniu interdisciplinar care este influen at deț

diferite domenii inginere ti i medicale. Acest lucru este specific disciplinelor noiș ș

care au evoluat din aplica iile extinse ale altor discipline într-un domeniu de sineț

stătător. Mul umită acestei diversită i, este tipic pentru bioinginerie să- i îndrepteț ț ș

aten ia către un anumit subdomeniu sau un grup de subdomenii care suntț

conectate între ele. Principala organiza ie de bioinginerie medicală din !Aț împarte subdomeniile astfel"

1.Biomecanică2.Bioinstrumenta ieț.Biomateriale!.Bionică

5.Inginerie celulară tisulară i geneticăș".Inginerie clinică#.Imagistică medicală%.Bioinginerie ortopedică&.Ingineria reabilitării1'.#iziologia sistemelor

11.Bionanote$nologie12.Inginerie neuronală

ttp!""ro.#i$ipedia.org"#i$i"Bioinginerie%medical&C'&(

http://ro.wikipedia.org/wiki/Bioinginerie_medical%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Bioinginerie_medical%C4%83


5/21

Bioinginerul medical, un important(pion) al sistemului sanitar romanesc

+n material de Marilena irban, $irector al departamentului

reglementare pro-esionala al sociatiei Bioinginerilor din /omania.

De mai bine de *+ ani acultateade bioinginerie medicala parte a - “/r.0.1opa” Iasi pregateste proesionisti indomeniul sanitar. Indierent ca suntspeciali2ati in bioinormatica si management

sanitar, substante bioacti3e, prote2e sauaparatura medicala, bioinginerii medicalisunt candidatii ideali pentru posturi dinorice domeniu legat de sanatatea umana!medicina, cercetare, management sanitar,prote2are sau industrie armaceutica.

4bilitatile sicompetentele bioinginerilormedicali nu se suprapun cu alemedicilor, armacistilor, biologilor,inormaticienilor sau inginerilor.5ste intr6ade3ar o proesie de

granita bioingineria medicala, iarspeciali2arile sale ac legaturaintre aceste domenii clasice, insatocmai aceasta capacitate de acomunica in limba7 comun aduceunicitate si 3aloare.

n bioinginer medical stie si ce inseamna corpul uman, cumunctionea2a si ce patologii poate sa aiba. Cum se eectuea2a si cum se

pot interpreta anali2ele paraclinice. Speciali2at in una din cele patruramuri, are inormatiile necesare in ceea ce pri3este strict domeniulrespecti3, imbinate cu aceasta ba2a comuna.


6/21

1ractic, un bioinginer medical este 0IT si + +TI ininstitutiile de profl medical de la spitale, clinici, 4utoritati de sanatatepublica, Inspectii Sanitare de Stat, -inisterul Sanatatii, Case de 4siguraride Sanatate, laboratoare paraclinice, companii de consultanta in

domeniul sanitar si pana la Insitute de cercetare medicala, prote2are oriarmaceutica. Sanatatea umana 3a2uta prin ocii unui bioinginer medicalcuprinde ipote2e si solutii, planuri de actiune si anali2a risc"benefciuefciente, iar o ecipa in structura careia e8ista un astel de proesionistpoate castiga detasat in perormanta la concurenta cu orice alta ecipa ,tocmai pentru a3anta7ul de a 3orbi un limba7 cunoscut cu fecare membru

al ecipei medicale.

ttp!""asociatiabioinginerilor.#ordpress.com"9::(":;":;"bioinginerul6medi

cal6un6important6pion6al6sistemului6sanitar6romanesc"

http://asociatiabioinginerilor.wordpress.com/2008/06/06/bioinginerul-medical-un-important-pion-al-sistemului-sanitar-romanesc/http://asociatiabioinginerilor.wordpress.com/2008/06/06/bioinginerul-medical-un-important-pion-al-sistemului-sanitar-romanesc/http://asociatiabioinginerilor.wordpress.com/2008/06/06/bioinginerul-medical-un-important-pion-al-sistemului-sanitar-romanesc/http://asociatiabioinginerilor.wordpress.com/2008/06/06/bioinginerul-medical-un-important-pion-al-sistemului-sanitar-romanesc/


7/21

Ingineria tisulară

Ingineria tisulară este o componentă majoră a Biotehnologiei. Unuldintre rolurile ingineriei tisulare este de a crea organe artificiale (folosindmateriale biocompatibile) pentru pacien ii care au nevoie de transplant dețorgane. Bioinginerii cercetează noi metode de a crea astfel de organe.ercetătorii au reu it să crească mandibule i trahei cu structuri asemănătoareș șcu cele biologice naturale din celule stem umane. !e asemenea vezici urinareartificiale au fost crescute în laboratoare i transplantate cu succes pacien ilor.ș ț"rganele bioartificiale care folosesc at#t componente sintetice c#t i biologiceșreprezintă un subiect de cercetare, cum ar fi dispozitivele care faciliteazăfunc ia hepatică prin folosirea celulelor hepatice într$un bioreactor artificialț




8/21

De23oltarea glandei

pituitaren grup de cercetatori 7apone2i, care au de23oltatanterior structurile retinei de soarece, au reali2at acum o glandapituitara a soarecelui, crescut prin celule stem.%&perimentul a implicat

efectiv o cultură de celule

tridimensionale. 'landa pituitarădepinde de o altă zonă acreierului, hipotalamusu$.ultura tridimensională a permiscelulelor să crească împreună, încele din urmă form#nd hipofiza.

estarea a confirmat că glandapituitară într$adevăr func ioneazățcorect i secretă hormonișcorect.ercetarea a fost cuconsiderata un succes, după care glanda a fost transplantata la soarece.

Cu acest succes, este posibil ca în viitor acest e8periment sa se integre2e la om. oshi*a +asai, autorul

principal al acestui studiu, a declarat căechipa va încerca urmatorul e8perimentcu celule stem de oameni. n termen dedoar trei ani, +asai estimează că ecipa sapoate dezvolta o ipof2a pentruoameni.

ttp!""sites.psu.edu"prit3idesign"9:**"**":


9/21

implantat cu succes un rinici

crescut in laborator unui

soareceCercetatorii americani au

implantat cu succes un rinicicrescut in laborator unuisoarece .!escoperirea ar putea

anunta o descoperire tiin ifică,ș țaduc#nd oamenii de stiinta maiaproape de a fi în măsură să creascărinichi pentru oameni.

-inichiul, cultivat într$un laborator din assachusettstransplantat într$un obolan,șproduce urină i func ioneazăș ț

corespunzător, potrivit unuistudiu publicat în revista /atureedicine.

ttp!""rt.com"usa"gro#n6rat6$idne=6transplantation6(+


10/21

icat produs in laborator

>amenii de stiinta de la Universitatea 0a*e 1orest, care sespecializează în medicina regenerativă lucrează la un proiect care ar puteaschimba medicina de transplant pentru totdeauna.

23m fost de fapt primul grup a de

bioingineri care au crescut un ficatuman, ceea ce înseamnă ca toate celulele pe care le$am folosit sunt de origineumană,2 4edro Baptista, specialist medicinaregenerativa.

Un ficat mic de

origine animala este tratatcu un detergent usor pentru aelimina toate celuleleanimale, lăs#nd doar schelade colagen. 3poi, celuleleumane sunt adăugate, se

3or de23olta si 3or creaun fcat uman.

2/oi folosim celule stem lee&tindem în cultură i apoi leș încărcam în acest schelă de ficatsau biomaterial, în scopul de aface ficatul,2, a spus Baptista.

ttp!""###.i3anoe.com"science"stor="9:**":?"((?a.tml

http://www.ivanhoe.com/science/story/2011/07/887a.htmlhttp://www.ivanhoe.com/science/story/2011/07/887a.html


11/21

Inima antoma “ /osteart”

4roblema5 ai mult de 6.788 de oameni sunt pe lista deasteptare pentru un transplant de inima in +tatele Unite.Unii nu vor supravie ui . 3nul trecut, 698 au murit înaintețde a f găsita o inimă nouă.

+olu ia5 Ia$o inimă de porc, inmuiati$l într$un ingredientțfrecvent înt#lnit în ampon i spș ș alati celulele p#nă răm#icu o schela de proteine, care este de o inimă antoma.

+e injectează apoi inima fantomă, a aș este denumita, cu

sute de milioane de celule sanguie sau de celule stem din maduva osoasa de la o persoană care are nevoie de untransplant de inima, pune i$l într$un bioreactor $ o cutie cuțplăm#ni artificiali i tuburi care pompș ea2a o&igen i s#nge înșea $ iș se a teș apt ca inima fantomă să se maturizeze într$onouă, inima umana care bate.

Doris 0a=lor,director decercetaremedicinaregenerati3a de

la InstitutulInimii de laSpitalul St @u$es5piscopal dinAouston, aolosit pentru

prima data inimide obolani, apoiinimi de porc ise 3a a7unge saoloseasca inimide om.ttp!""###.cle3eland.com"ealtft"inde8.ss"9:*9":("g

ost%eart%a%rame#or$%or%gr.tml

http://www.cleveland.com/healthfit/index.ssf/2012/08/ghost_heart_a_framework_for_gr.htmlhttp://www.cleveland.com/healthfit/index.ssf/2012/08/ghost_heart_a_framework_for_gr.htmlhttp://www.cleveland.com/healthfit/index.ssf/2012/08/ghost_heart_a_framework_for_gr.htmlhttp://www.cleveland.com/healthfit/index.ssf/2012/08/ghost_heart_a_framework_for_gr.htmlhttp://www.cleveland.com/healthfit/index.ssf/2012/08/ghost_heart_a_framework_for_gr.htmlhttp://www.cleveland.com/healthfit/index.ssf/2012/08/ghost_heart_a_framework_for_gr.html


12/21


13/21

Ingineria genetică

Ingineria genetică, recombinarea 3!/, modificarea:manipularea genetică ișsepararea genelor sunt termeni folosi i pentru a descrie modificările posibile asuprațgenelor unui organism. Ingineria genetică este diferită de formele tradi ionale dețmodificare a structurii genetice, unde genele organismului erau manipulate indirect.Ingineria genetică folose te tehnici de clonare i transformare moleculară pentru aș ș

schimba structura i caracteristicile genelor în mod direct. ehnicile de inginerie geneticășsunt folosite cu succes în numeroase aplica ii. #teva e&emple sunt5 îmbunătă ireaț țtehnologiilor de realizare a recoltelor, ob inerea insulinei sintetice folosind bacteriițmodificate genetic, ob inereaț eritropoietinei în celulele ovariene la hamsteri ișmodificarea genetică a oarecilor de laborator pentru a simula cancerul pentrușcercetare.




14/21

Inginerie neuronală

Ingineria neuronală este o disciplină care folose te tehnicișinginere ti pentru a în elege,a repara, a înlocui sau îmbunătă i sistemulș ț țneuronal. Bioinginerii care lucrează în acest domeniu sunt califica ițspecial pentru a rezolva problemele care apar la interfa a esutț țneuronal$structuri artificiale.



15/21

creierului pentru boala1ar$inson6 Deep Brain

Stimulation DBS)+timularea profundă a creierului (!B+) este o procedură chirurgicală

utilizat pentru a trata o varietate de simptome neurologice ,cele mai frecvent simptome ale bolii 4ar*inson (4!), cum ar fi tremur ul, rigiditate, rigiditatea inmiscare, miscarea incetinita si probleme aparute in ca2ul mersului .

4rocedura este de asemenea utilizata pentru a trata tremurul, o tulburareneurologica comuna in ceea ce pri3este mi careș a. n prezent, procedura estefolosita numai pentru pacientii ale caror simptome nu pot fi controlate în modadecvat cu medicamente.

DBS oloseste un implant cirurgical, aparat medical cu bateriinumit neurostimulator similar cu un stimulator cardiac i apro8imati3de marimea unui6cronometru pentru a oeri stimulare electrica pentru2onele 3i2ate din creier care controlea2a miscarea, si a7uta la blocareasemnalelor ner3oase anormale care cau2ea2a tremur i simptome alebolii 1ar$inson.

ttp!""###.ninds.ni.go3"disorders"deep%brain%stimulation"deep%brain%stimulation.tm


16/21

Implanturile

Un implant este un tip de dispozitiv medical folosit pentru a înlocui i așprelua func iile unei structuri biologice care lipse te (spre deosebire de unț ștransplant $ esut biomedical transplantat). +uprafa a implantului care intră înț țcontact cu organismul poate fi realizată din materiale biocompatibile cum arfi titaniu, silicon sau hidro&iapatită în func ie de cerin ele func ionale. n anumiteț ț țcazuri implanturile pot con ine componente electronice, de e&emplu pace$ma*erț

artificial sau implanturi cohleare. 3numite implanturi sunt bioactive, cum ar fisistemele subcutanate de eliberare a medicamentelor.



17/21

3ra c4borg a inceput

n ultimii ani, implanturi medicale bazate pe materiale inteligente carereac ionează în mod automat la condi iile în schimbare, proiectare asistată deț țcomputer ,rezonanta magnetica si seteuri de date tomografce au permisprogrese majore pentru a fi realizate implanturi care a7uta laimbunatatirea 3ietii.4rogresele înregistrate în domeniul microelectronicii i tehnologiașsemiconductorilor au ost ba2a pentru implanturile electronice de control,

restabilirea sau ameliorarea func iilor organismului uman, cum ar fițstimulatoare cardiace, implanturi ale retinei, implanturi auditive sau implanturide stimulare cerebrala profunda pentru durere sau terapii 4ar*inson. nprezent, evolu iile bioelectronicț ii sunt combinate cu sisteme robotice pentru aproiecta neuroproteze e&trem de comple&e. "amenii de stiinta lucrea2a peinterf ate creier$ma ină (I) pentru contactarea fizică directă a creierului.ș

I sunt utilizate, printre altele, pentru a controla proteze i mi căriș școmple&e, cum ar fi de prindere. ai mult dec#t at#t, ele sunt instrumenteimportante in neurostiinte, deoarece oferă o perspectivă în modul defunc ionare a creierului.ț

ttp!""###.sciencedail=.com"releases"9:*'":*"*':**:*:9


18/21

' organe artifciale care de3in mai perormante pe2i ce trece

II-4

3stăzi 5 %ste doar temporar . Inimiartificiale interne, cum ar fi 3bioor e&istăastăzi , dar din cauza tendin ei de a formaț$ accidente vascular e cerebrale si de ainduce formarea cheagurilor de sange ,acestea sunt limitate la pacientii bolnavide inima care sunt in asteptarea unuitransplat de organ

#ine 5 Cursa este pentru o inimaartificiala permanenta implantabila.-odelul va fi gata pentru studii clinicep#nă în 78;; , precum i pentru utilizareașreală ca o alternativă la transplanturi deinima in 78;' . 58ista de7a un prototip ,care oloseste senzori electronico ișeste făcut din tesuturi animale tratatechimic.

Eiitor 5 mai mici , mai inteligente ."amenii de stiinta au ca scop reali2areaunei inimi artificiale miniaturizate controlata de procesoare minuscule caredetermina cat de repede inima trebuie săbată . 3ceasta va fi echipata cu senzoricare detecteaza blocarea arterelor i vașnotifica pacientii i medicul de oriceșdefec iuni. 4oate că va fi chiarț

posibilitatea de a face aceste notificări ,prin intermediul


19/21

-44

3stăzi 5 #inile artificiale de astăzi auparcurs un drum lung de la zilele luiaptain =oo* . 1olosind ceea ce senume te legătură m>oelectricș a , la nivelulmembrelor protetice se preiau impulsurileelectrice din fibrele musculare rămase depe bra ,ț se reali2ea2a transmitereaacestor impulsuri la articularea degete ișdegetul mare.

#ine 5 +mart=and este o m#năbioadaptiva care poate simti de fapt . 98senzori comunica înainte i înapoi directșcu creier cu ajutorul terminatiilor nervoasedin bratul . #na trimite inormatiisenzoriale la creier , iar creierul trimiteinstruc iuni pentru m#nă . -ezultatul ? +ețpoate ridica o sticla de apa de plastic fără

a fi strivita , sau se poate turnao băuturăfără scurgeri .

Eiitor5 ercetatorii lucrea2a la implantarea permanenta a unei m#ini artificiale direct pe os ,un proces numit 2osteointegrare . @.4cest proces va

elimina o mare parte din neplăcerile ișdisconfortul asociat în prezent cu membre

1@4-4II

3stăzi. 1lăm#nul artificial de astăzi este omasina pulmonar a greoaie l#ngă patul de spital.

3ceste ma ini %" (o&igenare prin membranăș

e&tracorporală) sunt proiectate pentru uztemporar, în timp ce un pacient se recupereazăde la infectii sau traume.

#ine5 6 BioAung este un dispozitivimplantabil$în formă de sifon care utilizeazăenergia de pompare a inimii pentru a deplasa sange prin filtrele sale. %ste proiectat pentru a

lucra alături un plaman natural,la schimbul deo&igen din aer, cu dio&id de carbon din sange.4#nă în prezent, acesta a fost încercat pe oi, încazul în care ase din cele opt animale pe aparatșBioAung a supravie uit timp de cinci zile. +tudiilețumane sunt de a teptat în următorii doi ani.ș

Eiitor5 "amenii de stiinta se concentreaza pe undispozitiv dual$func ie care pompeaza sange siț 6l o&igeneaza, în acela i timp, similar cu o ma inăș șde inimă : plăm#n interna.


20/21

Imagistica medicalăImagistica medicală este un subdomeniu important al dispozitivelor

medicale. -olul acestui domeniu este de a permite investigarea directă i indirectă așorganelor care nu sunt vizibile ochiului uman, realiz#nd o analiză a dimensiuniloracestora i a localizării lor în organism. Imagistica medicală presupuneșfolosirea ultrasunetelor, magnetismului, radia iilor U, razelor C i a altor tehnicț ș i.

ehnologiile imagistice sunt esen iale pentru diagnoza medicală iarțdispozitivele medicale folosite sunt aparate comple&e.

ttp!""ro.#i$ipedia.org"#i$i"Bioinginerie% medical&C'&(


21/21

Dispo2iti3e medicale

-eprezintă un domeniu foarte larg incorpor#nd majoritateaproduselor medicale care nu$ i ating scopul prin metode chimiceș(e&emplu5 substan e farmaceutice) sau biologice (e&emplu5 vaccinurile) iț șnu implică metabolismul.Un dispozitiv medical este folosit în5!iagnoza unor boli sau alte afec iuni ale func iilor fiziologice.ț ț n tratarea, atenuarea, sau prevenirea bolilor.#teva e&emple sunt pace$ma*erele, pompele de infuzie, aparatul cord$pulmon, aparate de dializă, organe artificiale, implanturi, membreartificiale, lentile corective, implanturi cohleare, proteze oculare, protezede reconstruc ie facială i implanturi dentare.ț ș


199892465 Introducere in Bioinginerie

Documents

Transcript of 199892465 Introducere in Bioinginerie