مهندسی پزشکی علمی پویا و بینرشتهای بین شاخههای علوم پزشکی و مهندسی است که در سالهای اخیر پیشرفت چشمگیری داشته است. نوآوریهایی که روزگاری در حد رویا بودند، امروزه بخش مهمی از اتاقهای عمل، آزمایشگاهها و حتی خانهها هستند.
در این مقاله که برگرفته از تحقیقات دانشگاه کیس وسترن رزرو (Case Western Reserve) آمریکا است، به بررسی ۵ روند نوظهور و مهم در مهندسی پزشکی میپردازیم که نقش کلیدی در آینده سلامت جهانی دارند.
امروزه هوش مصنوعی کمک شایانی به افزایش دقت و سرعت در تشخیص بیماریها کرده است. زبان یادگیری ماشین (Machine learning) نیز زیرمجموعهای از هوش مصنوعی است که به الگوریتمها به کمک دادههای مختلف آموزش میدهد تا با پردازش داده به متخصصان در تشخیص زودهنگام بیماریها و تهیه برنامهی شخصی بیمار کمک میکند.
بهطور مثال، هوش مصنوعی در تشخیص زودهنگام سرطانها نقش حیاتی میتواند ایفا کند. در رادیولوژی، الگوریتمهای هوش مصنوعی با دقت و سرعت بالا میتوانند تصاویر را پردازش کرده و الگوهای تدریجی و غیر معمول را از بین هزاران داده شناسایی کنند. این تشخیص سریع احتمال خطای انسانی را کاهش داده و امکان بهبودی بیمار را افزایش میدهد. همچنین برخی مدلهای هوش مصنوعی قادرند با جمعآوری اطلاعات بیمار، نوع زخم و بیماریهای زمینهای روند بهبود زخمهای مزمن را پیشبینی کنند. همچنین در زخمهایی مانند زخم پای دیابتی امکان تشخیص شدت و میزان عفونت با این ابزارها امکانپذیر شده است و متخصصان میتوانند مناسبترین راه درمانی را با توجه به این دادهها انتخاب کنند.
با کمک فناوری رباتیک در مهندسی پزشکی، متخصصان قادر به ساخت پروتزها و انجام جراحیهای پیچیدهتری برای کمک به بیماران هستند. مثلا پروتزهای هوشمند یا سنسورهای پوشیدنی میتوانند دادههای لحظهای و واقعی از شرایط بیمار فراهم کنند که به پزشکان در ارائه راهکارهای دقیق و هدفمند کمک میکند. سیستمهایی مانند سیستم جراحی داوینچی، تصویرسازی، دقت و کنترل را به طرز چشمگیری برای پزشکان افزایش میدهد و منجر به کاهش تروما، زمان بهبودی و ماندگاری رد زخم میشوند.
همچنین تکنولوژیهای قابل حمل، مانند سیستمهای تشخیص سیار و سیستمهای پزشکی از راه دور، میتوانند به پزشکان این امکان را بدهند که بیماران را در مناطق دورافتاده به صورت مجازی درمان کنند. به این صورت بیماران در مناطق محروم نیز میتوانند به متخصصان در شهرهای بزرگ دسترسی داشته باشند و از امکانات درمانی مختلف و تشخیص به موقع برخوردار شوند.
مهندسی بافت یک حوزه میانرشتهای است که اصول مهندسی و علوم زیستی را در جهت توسعه جایگزینهای بیولوژیکی بهکار میگیرد تا عملکرد بافت را بازیابی، حفظ یا بهبود بخشد. مفاهیم اصلی در مهندسی بافت شامل درک رفتار سلول، نقش ماتریکس خارج سلولی (ECM) و برهمکنش سلولها با داربستها و مواد زیستی است.
یکی از متودها در مهندسی بافت استفاده از سلولهای بنیادی است که با استفاده از ویژگی تمایز سلولی به بازسازی بافت از دست رفته کمک میکند. همچنین استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی تحول عظیمی در صنعت این رشته ایجاد کرده است و امروزه داربستهای پوستی و استخوانی تخریبپذیر و قابل جذب زیادی در حال تولید است که میتوانند جایگزین بافت اصلی شوند.
همچنین در علم مهندسی بافت سیستمهای نوین دارورسانی و ارگانوئیدها برای آزمایش داروها و تستهای زیستی بسیار پرکاربرد است. این مدلها در آزمایشگاهها و کاربردهای بالینی امکان انجام تستهای اولیه، پیش از استفاده بیمار را میدهند.
نانوتکنولوژی از دیگر روندهای نوظهور در عرصه مهندسی پزشکی است. این علم که با ذرات میکروسکوپی و در مقیاس نانو کار میکند، به محققان امکان پیشبرد و بهینه سازی سیستمهای رسانش دارو به محل تومور را میدهد. نانوساختارها با هدف قرار دادن و رسانش دقیق دارو به سلولهای سرطانی، از آسیب به سلولهای سالم بدن جلوگیری میکنند.
همچنین بیوسنسورها از عوامل بیولوژیکی برای اندازهگیری ترکیبات بدن استفاده میکنند. برخی از این سنسورها پوشیدنی هستند و قادر به پایش غیر تهاجمی بیماران هستند. مثلا سنسورهایی که با عرق بدن تحریک شده و درصد متابولیسم را اندازهگیری میکنند. این سنسورها جذب و متابولیسم آمینواسیدها را هنگام ورزش بررسی کرده و به متخصصان تغذیه و پزشکان امکان تشخیص و جلوگیری از بیماریهای گوارشی را میدهد.
مهندسی پزشکی دیگر محدود به ساخت دستگاههای پزشکی نیست. این رشته در دل فناوریهای نو مانند هوش مصنوعی، نانوذرات، چاپ زیستی و شبیهسازی دیجیتال قرار گرفته و آماده است آینده سلامت بشر را بازتعریف کند.
چه در مسیر اپلای تحصیلی باشی، چه دنبال ساخت آیندهای حرفهای در ایران، آشنایی عمیق با این روندها و تبدیل آنها به محتوا یا پروژه میتواند مسیر شما را هموارتر، حرفهایتر و پردرآمدتر کند.
